JP2021529318A - Magnesium ion selective membrane - Google Patents

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Abstract

マグネシウムイオン選択性電極膜およびその調製。膜は、C4〜C18アルキル置換フェニル基に共有結合している酸性基(例えば、ビス−4−オクチルフェニルリン酸)を含む親油性化合物を、マグネシウム選択性イオノフォア(例えば、中性イオノフォア1,10−フェナントロリン誘導体)を含む膜に導入するか、または酸性(例えば、カルボン酸)基を、イオノフォア(例えば、1,10−フェナントロリン誘導体)に共有結合するかのいずれかによって、酸性基を好ましくPVC膜に添加することによりマグネシウムイオンに対する高い選択性を付与される。【選択図】図1Magnesium ion-selective electrode membrane and its preparation. The membrane contains a lipophilic compound containing an acidic group (eg, bis-4-octylphenylphosphate) covalently attached to a C4-C18 alkyl-substituted phenyl group and magnesium-selective ionophores (eg, neutral ionophores 1,10). The acidic group is preferably a PVC film, either by introducing it into a membrane containing a −phenanthroline derivative) or by covalently bonding an acidic (eg, carboxylic acid) group to an ionophore (eg, a 1,10-phenanthroline derivative). By adding to, high selectivity for magnesium ions is imparted. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、マグネシウムイオン選択性膜およびその調製、このような膜を含む電極および電位差測定センサー、ならびに試料中のマグネシウムイオン濃度を決定するためのこれらの使用に関する。 The present invention relates to magnesium ion selective membranes and their preparation, electrodes and potential difference measurement sensors containing such membranes, and their use for determining magnesium ion concentration in a sample.

マグネシウムは、人体内の普通金属であり、化学および生化学プロセスで重要な役割を果たす。体内のマグネシウムは、タンパク質と結合し、アニオンと錯体を形成するか、または遊離イオン化分画(iMg)として存在するかのいずれかである。iMg分画は、例えば、神経伝導または骨格筋、心筋もしくは子宮筋の収縮におけるイオンチャネル調節剤として、いくつかの生理学的役割を果たす。入院患者における研究では、低マグネシウム血症(11%)および高マグネシウム血症(9.3%)の有病率が高いことが見出された(Wongら(1983)Am J Clin Pathol 79:348)。 Magnesium is a common metal in the human body and plays an important role in chemical and biochemical processes. Magnesium in the body either binds to proteins and forms complexes with anions, or exists as a free ionization fraction (iMg). The iMg fraction plays several physiological roles, for example, as an ion channel regulator in nerve conduction or contraction of skeletal muscle, myocardium or uterine muscle. A study in inpatients found a high prevalence of hypomagnesemia (11%) and hypermagnesemia (9.3%) (Wong et al. (1983) Am J Clin Pathol 79: 348). ).

iMgの特異的な測定は困難であり、歴史的に、臨床検査は、マグネシウム全体のアッセイに依存する場合が多かった。マグネシウムイオン選択性センサーは、WO92/16831(Nova Biomedical Corp.)に記載されており、これはマグネシウムイオン選択性化合物として1,10−フェナントロリンを含むマグネシウム選択性膜を開示する。WO2015/160755(Siemens Healthcare Diagnostics Inc.)は、三脚型立体化学構造を有するイオノフォア、親油性ホウ酸塩およびポリマーマトリックスを含む、イオン化マグネシウムを検出するための膜を記載する。 Specific measurements of iMg have been difficult, and historically, laboratory tests have often relied on an assay for magnesium as a whole. Magnesium ion-selective sensors are described in WO 92/16831 (Nova Biomedical Corp.), which discloses a magnesium-selective membrane containing 1,10-phenanthroline as a magnesium ion-selective compound. WO2015 / 160755 (Siemens Healthcare Diagnostics Inc.) describes a membrane for detecting ionized magnesium, including ionophores, lipophilic borates and polymer matrices with a tripod stereochemical structure.

しかし、iMgに対する高い選択性を膜に付与すること、特に、カルシウムイオンなどの他のカチオンと比べてマグネシウムイオンに対する選択性を得ることは、依然として課題である。選択性が限定的であることに加えて、当技術分野において記載されたマグネシウムイオン選択性膜は、安定性、干渉、ドリフトおよび迅速な立ち上がり時間に関しては最適以下の場合が多い。これらのパラメーターのうちの1つに対して膜を改善するための調整は、他のパラメーターに悪影響を与える場合がある。 However, imparting high selectivity for iMg to the membrane, especially obtaining selectivity for magnesium ions as compared to other cations such as calcium ions, remains a challenge. In addition to limited selectivity, magnesium ion selective membranes described in the art are often suboptimal in terms of stability, interference, drift and rapid rise time. Adjustments to improve the membrane for one of these parameters may adversely affect the other parameters.

したがって、マグネシウムに対する選択性は高いが、依然として安定で、干渉およびドリフトに対して耐性があり、迅速な立ち上がり時間を有する改善されたマグネシウムイオンセンサーが必要とされている。これらの必要性は、本発明によって対処される。 Therefore, there is a need for an improved magnesium ion sensor that is highly selective for magnesium but still stable, resistant to interference and drift, and has a rapid rise time. These needs are addressed by the present invention.

第1の態様において、本発明は
a.イオノフォア、および
b.酸性基を含む親油性化合物であって、式I
In the first aspect, the present invention is a. Ionophore, and b. A lipophilic compound containing an acidic group, of formula I

Figure 2021529318
Figure 2021529318

(式中、
Aは酸性基を含み、
18、R19およびR20のうちの1つ、2つまたは3つすべては、C4〜18アルキル基、C4〜18アルケニル基、C4〜18アルキニル基またはアミド含有C4〜18基であるC4〜18基であり、前記C4〜18基は、フェニル基から数えて1、2および3位が直鎖であるか、または前記1、2および3位に合計で側鎖を1つのみ有し、
他のR18、R19およびR20は、独立に、水素または直鎖C1〜18アルキル基である)
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
(During the ceremony,
A contains an acidic group
One, two or all three of R 18 , R 19 and R 20 are C 4-18 alkyl groups, C 4-18 alkenyl groups, C 4-18 alkynyl groups or amide-containing C 4-18 groups. a C 4 to 18 group is the C 4 to 18 groups, or 1, 2 and 3, calculated from the phenyl group is a straight chain or a side chain in total the 1, 2 and 3 of Have only one
The other R 18 , R 19 and R 20 are independently hydrogen or linear C 1-18 alkyl groups).
Provided is a magnesium ion-selective membrane containing a lipophilic compound, which is a compound of the above, or a salt of the lipophilic compound.

さらなる態様において、本発明は、
i)スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも1個の炭素原子を含む、イオノフォア、または
ii)その塩、すなわち、スペーサーを介して酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
In a further aspect, the present invention
i) an ionophore covalently bonded to an acidic group via a spacer, the spacer containing at least one carbon atom, an ionophore, or ii) its salt, i.e., covalently bonded to an acidic group via a spacer. Provided is a magnesium ion-selective membrane containing the salt of the ionophore.

さらなる態様において、本発明は、本発明のマグネシウムイオン選択性膜を調製する方法であって、成分を溶媒中で混合し、得られた溶液を所望の支持体上に分配し、溶媒を蒸発させることによる、方法に関する。 In a further embodiment, the invention is a method of preparing a magnesium ion selective membrane of the invention, in which the components are mixed in a solvent, the resulting solution is distributed onto a desired support and the solvent is evaporated. By the way.

さらなる態様において、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電極であって、本明細書に定義される本発明の膜を含む電極を提供する。
さらにさらなる態様において、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電位差測定センサーであって、本発明の膜または本発明の電極を含む、電位差測定センサーを提供する。
In a further aspect, the invention provides an electrode for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, comprising the membrane of the invention as defined herein.
In a further aspect, the present invention provides a potential difference measuring sensor for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, which comprises the membrane of the present invention or the electrode of the present invention.

さらに、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定する方法であって、前記試料と本発明の電極または本発明の電位差測定センサーとを接触させるステップと、前記電極または電位差測定センサーから得られる信号に基づきマグネシウムイオン濃度を決定するステップとを含む、方法に関する。本発明はまた、疾患または障害を診断する方法であって、マグネシウムイオン濃度を本発明に従って対象の試料について決定する方法を行うステップを含む、方法に関する。 Further, the present invention is a method for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, which is obtained from a step of contacting the sample with the electrode of the present invention or the potentiometric titration sensor of the present invention and the electrode or the potentiometric titration sensor. The present invention relates to a method including a step of determining a magnesium ion concentration based on a signal. The present invention also relates to a method of diagnosing a disease or disorder, comprising the step of performing a method of determining magnesium ion concentration for a sample of interest in accordance with the present invention.

本発明のこれらおよび他の態様および実施形態を以下にさらに詳細に記載する。 These and other aspects and embodiments of the present invention are described in more detail below.

膜ID:「OPP」、「OBA」、「OBS」、「DBS」および「テトラキス」で調製したイオン選択性電極の選択係数

Figure 2021529318
および感度(S)を決定するために使用したFIM溶液について記録された真のcMg値の関数としての信号mVを示すグラフである。灰色の陰影部分は、イオン化マグネシウムの生理学的に適切な測定範囲(0.1〜2.5mM)を示す。x軸は対数である。
膜ID:「DUP_OPP」、「DUP_テトラキス」、「MUP_OPP」、「ETH5506_OPP」および「ETH5506_テトラキス」で調製したイオン選択性電極の選択係数
Figure 2021529318
および感度(S)を決定するために使用したFIM溶液について記録された真のcMg値の関数としての信号mVを示すグラフである。灰色の陰影部分は、イオン化マグネシウムの生理学的に適切な測定範囲(0.1〜2.5mM)を示す。x軸は対数である。 Membrane ID: Selection coefficient of ion-selective electrode prepared with "OPP", "OBA", "OBS", "DBS" and "Tetrakis"
Figure 2021529318
And a graph showing the signal mV as a function of the true cMg value recorded for the FIM solution used to determine the sensitivity (S). The gray shaded area indicates a physiologically appropriate measurement range (0.1 to 2.5 mM) of ionized magnesium. The x-axis is logarithmic.
Membrane ID: Selection coefficient of ion-selective electrode prepared with "DUP_OPP", "DUP_Tetrakis", "MUP_OPP", "ETH5506_OPP" and "ETH5506_Tetrakis"
Figure 2021529318
And a graph showing the signal mV as a function of the true cMg value recorded for the FIM solution used to determine the sensitivity (S). The gray shaded area indicates a physiologically appropriate measurement range (0.1 to 2.5 mM) of ionized magnesium. The x-axis is logarithmic.

定義
膜の文脈において本明細書で使用する「選択性」という用語は、特定のイオンに対する選好を指す。本明細書で使用する「選択性」は、絶対的または排他的選択性を意味しない。すなわち、膜は、複数のイオン、例えば、マグネシウムイオンおよびカルシウムイオンに対して選択性であってよい。
Definition As used herein in the context of membranes, the term "selectivity" refers to a preference for a particular ion. As used herein, "selectivity" does not mean absolute or exclusive selectivity. That is, the membrane may be selective for multiple ions, such as magnesium and calcium ions.

本明細書で使用する「イオノフォア」という用語は、イオンを可逆的に結合する化合物、例えば、イオンを膜全体に輸送できる化合物を指す。
特に、「親油性化合物」の文脈において、本明細書で使用する「親油性」という用語は、脂肪、油、脂質または非極性溶媒に溶解する化学化合物の能力を指す。
As used herein, the term "ionophore" refers to a compound that reversibly binds ions, such as a compound that can transport ions throughout the membrane.
In particular, in the context of "lipophilic compounds", the term "lipophilic" as used herein refers to the ability of chemical compounds to dissolve in fats, oils, lipids or non-polar solvents.

「酸性基」という用語は、水素イオンを塩基に供与してイオン化することができる基を指す。
本明細書で使用する「塩」という用語は、その負電荷を平衡させるカチオン種と共にある、酸が脱プロトン化された形態を指す。
The term "acidic group" refers to a group that can donate hydrogen ions to a base for ionization.
As used herein, the term "salt" refers to an acid deprotonated form with a cation species that equilibrates its negative charge.

本明細書で使用する1,10−フェナントロリンの「置換形態」という用語は、それに対する1つまたは複数の置換を含む1,10−フェナントロリン骨格を含む物質を指す。「置換」という用語は、R基またはR残基での1,10−フェナントロリン上の水素の置き換えを指す。同様に、「置換アリール」は、水素が異なる残基または基で置き換えられているアリール基を指す。 As used herein, the term "substitution form" of 1,10-phenanthroline refers to a substance comprising a 1,10-phenanthroline backbone that comprises one or more substitutions thereof. The term "substitution" refers to the substitution of hydrogen on 1,10-phenanthroline at an R group or R residue. Similarly, "substituted aryl" refers to an aryl group in which hydrogen is replaced by a different residue or group.

化学基の文脈において「Cxx〜yy」という用語は、該基が、XX〜YY個の炭素原子、すなわちXXから出発して、YYを含むYYまでの任意の数を含有することを示し、例えば、C1〜18アルキル基は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17または18個の炭素原子を含有する。別段の記載がない限り、このような基は直鎖または分岐であり得る。 In the context of a chemical group, the term "C xx to yy " indicates that the group contains XX to YY carbon atoms, i.e. any number starting from XX and up to YY, including YY. For example, a C 1-18 alkyl group contains 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 or 18 carbon atoms. contains. Unless otherwise stated, such groups can be linear or branched.

化学基を指す場合、「アルキル」、「アリール」、「アルケニル」および「アルキニル」という用語は、当技術分野でのその通常の意味を有する。いくつかの実施形態において、このような基は、18個以下の炭素原子を含む。「分岐アルキル」という用語は、完全な直鎖ではない、すなわち、少なくとも1つの側鎖を有するアルキル基を指す。 When referring to a chemical group, the terms "alkyl," "aryl," "alkenyl," and "alkynyl" have their usual meaning in the art. In some embodiments, such groups contain up to 18 carbon atoms. The term "branched alkyl" refers to an alkyl group that is not completely linear, i.e., has at least one side chain.

試料中のマグネシウムイオンなどのイオンの濃度の決定の文脈において本明細書で使用する「濃度」という用語は、測定された試料のものと等しいイオン活性を有する、標準化された溶液マトリックス中のイオンの化学量論濃度(参照スケール)を指す。IFCCガイドラインを参照のこと(Ben Rayanaら、(2008)Clin Chem Lab Med 46(1):21)。 As used herein in the context of determining the concentration of ions, such as magnesium ions in a sample, the term "concentration" refers to the ions in a standardized solution matrix that have ionic activity equal to that of the measured sample. Refers to stoichiometric concentration (reference scale). See IFCC Guidelines (Ben Rayana et al. (2008) Clin Chem Lab Med 46 (1): 21).

ポリマーに関連して本明細書で使用する分子量という用語は、
=ΣW
(式中、Wは、分子量Mを有するポリマーの重量分率である)
によって算出される、重量平均分子量を指す。
The term molecular weight as used herein in relation to polymers is
M w = ΣW i M i
(Wherein, W i is the weight fraction of the polymer having a molecular weight M i)
Refers to the weight average molecular weight calculated by.

本発明のさらなる態様および実施形態
本発明者らは、当技術分野において以前に記載された膜と比較して、マグネシウムイオンに対する選択性が改善されたマグネシウムイオン選択性膜を開発した。さらに、本発明の膜は、安定で、干渉およびドリフトに対して耐性があり、迅速な立ち上がり時間を有する。
Further Aspects and Embodiments of the Invention The inventors have developed a magnesium ion-selective membrane with improved selectivity for magnesium ions as compared to the membranes previously described in the art. In addition, the films of the invention are stable, resistant to interference and drift, and have a rapid rise time.

選択性の改善は、酸性基を含む親油性化合物を膜に導入するか、または酸性基を膜で用いられるイオノフォアに共有結合させるかのいずれかによって、酸性基を膜に添加することにより達成される。 Improvements in selectivity are achieved by adding acidic groups to the membrane by either introducing a lipophilic compound containing the acidic group into the membrane or covalently attaching the acidic group to the ionophore used in the membrane. NS.

任意の理論に拘束されずに、イオノフォアと、例えば、より大きなカルシウムイオンよりもマグネシウムイオンとの相互作用に有利に働く構造、例えば、以下に示す構造が形成され得ると仮定される。
構造A:
Without being bound by any theory, it is hypothesized that structures that favor the interaction of ionophores with, for example, magnesium ions over larger calcium ions, such as those shown below, can be formed.
Structure A:

Figure 2021529318
Figure 2021529318

構造B: Structure B:

Figure 2021529318
Figure 2021529318

したがって、上記のように、第1の態様において、本発明は、
a.イオノフォア、および
b.酸性基を含む親油性化合物であって、式I
Therefore, as described above, in the first aspect, the present invention is:
a. Ionophore, and b. A lipophilic compound containing an acidic group, of formula I

Figure 2021529318
Figure 2021529318

(式中、
Aは酸性基を含み、
18、R19およびR20のうちの1つ、2つまたは3つすべては、C4〜18アルキル基、C4〜18アルケニル基、C4〜18アルキニル基またはアミド含有C4〜18基であるC4〜18基であり、前記C4〜18基は、フェニル基から数えて1、2および3位が直鎖であるか、または前記1、2および3位に合計で側鎖を1つのみ有し、
他のR18、R19およびR20は、独立に、水素または直鎖C1〜18アルキル基である)
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜に関する。
(During the ceremony,
A contains an acidic group
One, two or all three of R 18 , R 19 and R 20 are C 4-18 alkyl groups, C 4-18 alkenyl groups, C 4-18 alkynyl groups or amide-containing C 4-18 groups. a C 4 to 18 group is the C 4 to 18 groups, or 1, 2 and 3, calculated from the phenyl group is a straight chain or a side chain in total the 1, 2 and 3 of Have only one
The other R 18 , R 19 and R 20 are independently hydrogen or linear C 1-18 alkyl groups).
The present invention relates to a magnesium ion-selective membrane containing a lipophilic compound, which is a compound of the above, or a salt of the lipophilic compound.

疑念を回避するために、本明細書における「または前記1、2および3位に合計で側鎖を1つのみ有する」という表現は、各C4〜18基が前記1、2、3位に合計で側鎖を1つのみ有することを意味する。したがって、R18、R19およびR20のうちの2つ以上がC4〜18基である実施形態において、これらのC4〜18基のうちの2つ以上が、1、2または3位に1つの側鎖を有し得る。 For the avoidance of doubt, the expression "or having only one side chain in total at the 1, 2 and 3 positions" in this specification means that each C 4-18 group is in the 1, 2 and 3 positions. It means having only one side chain in total. Thus, in embodiments where two or more of R 18 , R 19 and R 20 are C 4-18 , two or more of these C 4-18 are in the 1, 2 or 3 position. It may have one side chain.

例示のために、以下の式は、R18およびR20が水素であり、R19が側鎖を含まない直鎖Cアルキル基である一実施形態を示す。1、2および3位は For illustration purposes, the following formula illustrates one embodiment in which R 18 and R 20 are hydrogen and R 19 is a linear C 8 alkyl group containing no side chains. 1st, 2nd and 3rd place

Figure 2021529318
Figure 2021529318

で示される。
さらに、上記のように、さらなる態様において、本発明は、
i)スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも1個の炭素原子を含む、前記イオノフォア、または
ii)その塩、すなわち、スペーサーを介して酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
Indicated by.
Further, as described above, in a further aspect, the present invention is:
i) The ionophore covalently bonded to an acidic group via a spacer, said ionophore containing at least one carbon atom, or ii) its salt, i.e. shared to an acidic group via a spacer. Provided is a magnesium ion-selective membrane containing the bound salt of the ionophore.

イオノフォア
本発明のマグネシウムイオン選択性膜は、イオノフォアまたはイオノフォアの混合物を含む。本発明の膜で用いられるイオノフォアは、荷電している場合も、または荷電していない場合(中性)もある。いくつかの実施形態において、イオノフォアは親油性である。
Ionophore The magnesium ion-selective membrane of the present invention contains an ionophore or a mixture of ionophores. The ionophore used in the membrane of the present invention may or may not be charged (neutral). In some embodiments, the ionophore is lipophilic.

好ましい実施形態において、イオノフォアは、1,10−フェナントロリンまたはその置換形態であるフェナントロリン化合物である。このような化合物は、例えば、WO92/16831(Nova Biomedical Corp.)に記載されている。1,10−フェナントロリンは以下の構造 In a preferred embodiment, the ionophore is 1,10-phenanthroline or a phenanthroline compound which is a substitution form thereof. Such compounds are described, for example, in WO 92/16831 (Nova Biomedical Corp.). 1,10-Phenanthroline has the following structure

Figure 2021529318
Figure 2021529318

を有する。
一実施形態において、フェナントロリン化合物の2および9位の炭素原子は、水素に結合している。
Have.
In one embodiment, the carbon atoms at positions 2 and 9 of the phenanthroline compound are bonded to hydrogen.

一実施形態において、イオノフォアは、式II In one embodiment, the ionophore is formulated in Equation II.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

[式中、
〜Rは各々、
H、
F、Cl、Br、I、NO、CNもしくはCFのいずれか、
1〜18アルキル、
1〜18アリール、
1〜18アルケニル、
(CHY(式中、mは0または1〜4の整数であり、Yは−OR、−NR、−OCOR、−NRCOR、−COR、−COOR、−SO、−OSiR、−PO、−POのいずれかであり、R、RおよびRは各々、H、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールのいずれかである)、または
−R1011(式中、nは0、または1および17を含む1〜17の整数であり、R10はC、N、NCOまたはCH−Z−CHであり、ZはO、NH、S、OCOまたはCOのいずれかであり、R11は式III
[During the ceremony,
R 1 to R 6 are each
H,
Either F, Cl, Br, I, NO 2 , CN or CF 3,
C 1-18 alkyl,
C 1-18 aryl,
C 1-18 alkenyl,
(CH 2 ) m Y (in the formula, m is an integer of 0 or 1-4, where Y is -OR 7 , -NR 7 R 8 , -OCOR 7 , -NR 7 COR 8 , -COR 7 , -COOR. 7 , -SO 3 R 7 , -OSiR 7 R 8 R 9 , -PO 4 R 7 R 8 , -PO 3 R 7 R 8 , where R 7 , R 8 and R 9 are H, respectively. Alkyl, branched alkyl, aryl or substituted aryl), or C n −R 10 R 11 (in the formula, n is an integer of 1 to 17 including 0, or 1 and 17, where R 10 is C. , N, NCO or CH 2- Z-CH 2 , where Z is either O, NH, S, OCO or CO, and R 11 is Formula III.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

の化合物であり、R11はR11の3、4、5、6、7または8位のいずれかでR10に結合しており、R12〜R17はH、C1〜18アルキル、C1〜18アリールのいずれかであるか、または除去され、但し、R11がR11の3位でR10に結合している場合、R12が除去され、R11がR11の4位でR10に結合している場合、R13が除去され、R11がR11の5位でR10に結合している場合、R14が除去され、R11がR11の6位でR10に結合している場合、R15が除去され、R11がR11の7位でR10に結合している場合、R16が除去され、R11がR11の8位でR10に結合している場合、R17が除去される)
のいずれかである、但し、R〜Rのうちの1つが、H以外であり、かつ1,10−フェナントロリンの2および9位のC原子が各々、縮合環構造に関与しない結合により、Hに結合している

の化合物である。
R 11 is attached to R 10 at any of the 3, 4, 5, 6, 7 or 8 positions of R 11 , and R 12 to R 17 are H, C 1 to 18 alkyl, C. If it is either 1 to 18 aryl or is removed, except that R 11 is attached to R 10 at the 3-position of R 11 , then R 12 is removed and R 11 is at the 4-position of R 11. When bound to R 10 , R 13 is removed, and when R 11 is bound to R 10 at the 5th position of R 11 , R 14 is removed and R 11 is at the 6th position of R 11 and R 10 If R 15 is removed and R 11 is attached to R 10 at the 7th position of R 11 , then R 16 is removed and R 11 is attached to R 10 at the 8 position of R 11. If so, R 17 will be removed)
Is either, provided that one of R 1 to R 6, are other than H, and 2 and 9 C atoms of the 1,10-phenanthroline are each a bond which is not involved in fused ring structure, Combined with H]
It is a compound of.

さらなる実施形態において、R〜Rは、合計で少なくとも6個の炭素原子、例えば、6、7、8、9、10または11個の炭素原子、例えば、合計で少なくとも11個の炭素原子、例えば、11〜18個の炭素原子を含む。 In a further embodiment, R 1 to R 6 are a total of at least 6 carbon atoms, such as 6, 7, 8, 9, 10 or 11 carbon atoms, such as a total of at least 11 carbon atoms. For example, it contains 11 to 18 carbon atoms.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数は、1〜18個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基である。例えば、R、R、R、R、RおよびRから選択される1つまたは2つの基は、1〜18個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり得、他は水素であり、例えば、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRまたはRおよびRは、1〜18個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり、他の基は水素である。 In another embodiment, one or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is an alkyl or aryl group having 1 to 18 carbon atoms. For example, one or two groups selected from R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can be alkyl or aryl groups with 1-18 carbon atoms, the others. Hydrogen, for example, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 4 , R 1 and R 5 , R 1 and R 6 , R 2 and R 3 , R 2 and R 4 , R 2 And R 5 , R 2 and R 6 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , R 3 and R 6 , R 4 and R 5 , R 4 and R 6 or R 5 and R 6 are 1 to 18 It is an alkyl or aryl group with a number of carbon atoms, the other group being hydrogen.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、R、R、R、R、RおよびRから選択される1つまたは2つの基は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRまたはRおよびRは、1〜18個の炭素原子を有するアルキルであり、他のR基は水素である。 In another embodiment, one or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. For example, one or two groups selected from R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can be alkyl groups with 1-18 carbon atoms, the other with hydrogen. Yes, for example, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 4 , R 1 and R 5 , R 1 and R 6 , R 2 and R 3 , R 2 and R 4 , R 2 and R. 5 , R 2 and R 6 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , R 3 and R 6 , R 4 and R 5 , R 4 and R 6 or R 5 and R 6 are 1 to 18 pieces. It is an alkyl having a carbon atom, and the other R group is hydrogen.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数は、6〜18個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、R、R、R、R、RおよびRから選択される1つまたは2つの基は、6〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRまたはRおよびRは、6〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、他は水素である。 In another embodiment, one or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is an alkyl group having 6-18 carbon atoms. For example, one or two groups selected from R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can be alkyl groups with 6-18 carbon atoms, the other with hydrogen. Yes, for example, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 4 , R 1 and R 5 , R 1 and R 6 , R 2 and R 3 , R 2 and R 4 , R 2 and R. 5 , R 2 and R 6 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , R 3 and R 6 , R 4 and R 5 , R 4 and R 6 or R 5 and R 6 are 6 to 18 pieces. It is an alkyl group having a carbon atom, and the others are hydrogen.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つのみが、1〜18個の炭素原子、例えば、6〜18個の炭素原子、例えば、11〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、他のR基は水素である。 In another embodiment, only one of R 1, R 2, R 3 , R 4, R 5 and R 6, 1 to 18 carbon atoms, for example, 6 to 18 carbon atoms, e.g. It is an alkyl group having 11 to 18 carbon atoms, and the other R group is hydrogen.

別の実施形態において、Rおよび/またはRは、1〜18個の炭素原子、例えば6〜18個の炭素原子、例えば、11〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、他のR基は水素である。別の実施形態において、Rおよび/またはRは、1〜18個の炭素原子を有するアリール基である。 In another embodiment, R 2 and / or R 5 is an alkyl group having 1-18 carbon atoms, eg 6-18 carbon atoms, eg 11-18 carbon atoms, and other The R group is hydrogen. In another embodiment, R 2 and / or R 5 is an aryl group having 1 to 18 carbon atoms.

好ましい実施形態において、イオノフォアは、4−ウンデシル−1、10−フェナントロリンまたは4,7−ジウンデシル−1,10−フェナントロリンである。
置換1,10−フェナントロリン化合物は、当業者に公知の標準的な技術によって合成され得る。例えば、4−および4,7−置換1,10−フェナントロリンの合成は、参照により本明細書に組み込まれる、Lundら、J.Chem.Eng.Data、26:227−29(1981)に記載される。メチル基は、他の1,10−フェナントロリン誘導体の合成において所望の側鎖の付着のためのハンドルを提供し得、メチル置換1,10−フェナントロリンは市販されている。例えば、4−メチル、5−メチル、6−メチル、7−メチル、3,6−ジメチル、5,7−ジメチル、4,7−ジメチルおよび5,6−ジメチル−1,10−フェナントロリンはすべてAldrich Chemical Co.から入手できる。4−ウンデシル−1、10−フェナントロリンおよび4,7−ジウンデシル−1,10−フェナントロリンは、例えば、WO92/16831(Nova Biomedical Corp.)に記載されるように合成され得る。
In a preferred embodiment, the ionophore is 4-undecylic-1, 10-phenanthroline or 4,7-diundesyl-1,10-phenanthroline.
Substituted 1,10-phenanthroline compounds can be synthesized by standard techniques known to those of skill in the art. For example, the synthesis of 4- and 4,7-substituted 1,10-phenanthrolines is incorporated herein by reference, Lund et al., J. Mol. Chem. Eng. Data, 26: 227-29 (1981). Methyl groups can provide a handle for attachment of the desired side chain in the synthesis of other 1,10-phenanthroline derivatives, and methyl substituted 1,10-phenanthroline is commercially available. For example, 4-methyl, 5-methyl, 6-methyl, 7-methyl, 3,6-dimethyl, 5,7-dimethyl, 4,7-dimethyl and 5,6-dimethyl-1,10-phenanthroline are all Aldrich. Chemical Co. Available from. 4-Undecylic-1, 10-phenanthroline and 4,7-diundesyl-1,10-phenanthroline can be synthesized, for example, as described in WO 92/16831 (Nova Biomedical Corp.).

別の実施形態において、マグネシウムイオン選択性膜は、三脚型立体化学構造、例えば、三脚型構造、例えば、WO2015/160755(Siemens Healthcare Diagnostics Inc.)に記載されるものを有するイオノフォアを含む。 In another embodiment, the magnesium ion-selective membrane comprises an ionophore having a tripod stereochemical structure, eg, a tripod structure, eg, one described in WO2015 / 160755 (Siemens Healthcare Diagnostics Inc.).

したがって、一実施形態において、イオノフォアは、式IV Therefore, in one embodiment, the ionophore is of formula IV.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

の化合物である(当技術分野においてETH5506とも称される)。
別の実施形態において、イオノフォアは式V
(Also referred to as ETH5506 in the art).
In another embodiment, the ionophore is of formula V.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

の化合物である(当技術分野においてETH5504とも称される)。
別の実施形態において、イオノフォアは式VI
(Also referred to as ETH5504 in the art).
In another embodiment, the ionophore is the formula VI.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

の化合物である(当技術分野においてETH3832とも称される)。
別の実施形態において、イオノフォアは式VII
(Also referred to as ETH3832 in the art).
In another embodiment, the ionophore is of formula VII.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

(式中、nは6〜8の整数である)
の化合物である(nが6である場合、当技術分野においてETH5282と称され、nが8である場合、当技術分野においてETH7025と称される)。
(In the formula, n is an integer of 6 to 8)
(If n is 6, it is referred to as ETH5282 in the art, and if n is 8, it is referred to as ETH7025 in the art).

別の実施形態において、イオノフォアは、IUPAC 2000 Part I Inorganic cations Pure Appl Chem 72:1851の表8に記載されるイオノフォアのうちの1つ、例えば、Mg2+−1、Mg2+−2、Mg2+−3、Mg2+−4、Mg2+−5、Mg2+−6、Mg2+−7、Mg2+−8、Mg2+−9、Mg2+−10、Mg2+−11、Mg2+−12、Mg2+−13、Mg2+−14、Mg2+−15、Mg2+−16、Mg2+−17、Mg2+−18、Mg2+−19、Mg2+−20、Mg2+−21、Mg2+−22、Mg2+−23、Mg2+−24、Mg2+−25、Mg2+−26、Mg2+−27、Mg2+−28、Mg2+−29、Mg2+−30、Mg2+−31、Mg2+−32、Mg2+−33、Mg2+−34、Mg2+−35、Mg2+−36、Mg2+−37、Mg2+−38、Mg2+−39、Mg2+−40、Mg2+−41、Mg2+−42、Mg2+−43、Mg2+−44、Mg2+−45、Mg2+−46、Mg2+−47、Mg2+−48、Mg2+−49、Mg2+−50、Mg2+−51、Mg2+−52、Mg2+−53、Mg2+−54、Mg2+−55またはMg2+−56である。 In another embodiment, the ionophore is one of the ionophores listed in Table 8 of IUPAC 2000 Part I Organic chemistry Pure Appl Chem 72: 1851, eg, Mg 2 + -1, Mg 2+ -2, Mg 2 + -. 3, Mg 2+ -4, Mg 2+ -5, Mg 2+ -6, Mg 2+ -7, Mg 2+ -8, Mg 2+ -9, Mg 2+ -10, Mg 2+ -11, Mg 2+ -12, Mg 2 + - 13, Mg 2+ -14, Mg 2+ -15, Mg 2+ -16, Mg 2+ -17, Mg 2+ -18, Mg 2+ -19, Mg 2+ -20, Mg 2+ -21, Mg 2+ -22, Mg 2 + - 23, Mg 2+ -24, Mg 2+ -25, Mg 2+ -26, Mg 2+ -27, Mg 2+ -28, Mg 2+ -29, Mg 2+ -30, Mg 2+ -31, Mg 2+ -32, Mg 2 + - 33, Mg 2+ −34, Mg 2+ −35, Mg 2+ −36, Mg 2+ −37, Mg 2+ −38, Mg 2+ −39, Mg 2+ −40, Mg 2+ −41, Mg 2+ −42, Mg 2+ − 43, Mg 2+ -44, Mg 2+ -45, Mg 2+ -46, Mg 2+ -47, Mg 2+ -48, Mg 2+ -49, Mg 2+ -50, Mg 2+ -51, Mg 2+ -52, Mg 2 + - 53, Mg 2+ −54, Mg 2+ −55 or Mg 2+ −56.

別の実施形態において、イオノフォアは、Buhlmannら(1998)Chem.Rev.98:1593に記載されるイオノフォアのうちの1つ、例えば、Mg2+−1、Mg2+−2、Mg2+−3、Mg2+−4、Mg2+−5、Mg2+−6、Mg2+−7、Mg2+−8、Mg2+−9、Mg2+−10、Mg2+−11、Mg2+−12、Mg2+−13、Mg2+−14、Mg2+−15またはMg2+−16である。 In another embodiment, the ionophore is described in Buhlmann et al. (1998) Chem. Rev. One of the ionophores described in 98: 1593, for example, Mg 2+ -1, Mg 2 + -2, Mg 2+ -3, Mg 2 + -4, Mg 2+ -5, Mg 2+ -6, Mg 2+ -7. , Mg 2+ -8, Mg 2+ -9, Mg 2+ -10, Mg 2+ -11, Mg 2+ -12, Mg 2+ -13, Mg 2+ -14, Mg 2+ -15 or Mg 2+ -16.

別の実施形態において、イオノフォアは、ETH5220(Zhangら(2011)Am.J.Biomed.Sci.3:301)またはETH2001、ETH2002、ETH2003またはETH2022(Zhangら(2000)Anal.Sci.16:11)である。 In another embodiment, the ionophore is ETH5220 (Zhang et al. (2011) Am. J. Biomed. Sci. 3: 301) or ETH 2001, ETH 2002, ETH 2003 or ETH 2022 (Zhang et al. (2000) Anal. Sci. 16:11). Is.

別の実施形態において、イオノフォアは、すべてSpichiger(1993)Electroanalysis 5:739に記載されるETH1001、DBM、ETH1117、cyclo(LPro−DLeu)、ETH1224、ETH2220、ETH4030、ETH5214、ETH5282またはETH7025である。 In another embodiment, the ionophores are all ETH1001, DBM, ETH1117, cyclo (LPro-DLeu) 5 , ETH1224, ETH2220, ETH4030, ETH5214, ETH5282 or ETH228, as described in Spichiger (1993) Electronalesis 5: 739.

別の実施形態において、イオノフォアは、Suzukiら(1995)Anal.Chem.67:324(参照により本明細書に組み込まれる)に記載されるイオノフォアのうちの1つ、好ましくは、アダマンチル基を有する2つのマロンアミド側鎖を有する18員のジアザクラウンであるK22B5、またはその変異体、例えば、K22B1B5である(Siswantaら(1997)Anal.Sci.13:429)。 In another embodiment, the ionophore is described by Suzuki et al. (1995) Anal. Chem. One of the ionophores described in 67: 324 (incorporated herein by reference), preferably K22B5, an 18-membered diaza crown with two malonamide side chains having an adamantyl group, or a variant thereof. , For example, K22B1B5 (Siswanta et al. (1997) Anal. Sci. 13: 429).

好ましい実施形態において、イオノフォアは、1,2−ビス(ジアリールホスフィンオキシド)ベンゼン(Saleh(1994)J.Electroanalytical Chem.373:89)またはメチルフェニルセミカルバゾン(Chandraら(2013)J.Chem.、http://dx.doi.org/10.1155/2013/189464)である。 In a preferred embodiment, the ionophore is 1,2-bis (diarylphosphine oxide) benzene (Saleh (1994) J. Electroanalytical Chem. 373: 89) or methylphenyl semicarbazone (Chandra et al. (2013) J. Chem., http: //dx.doi.org/10.1155/2013/189464).

親油性化合物
上記のように、第1の態様において、本発明は、
a.イオノフォア、および
b.酸性基を含む親油性化合物であって、式I
Lipophilic compounds As described above, in the first aspect, the present invention
a. Ionophore, and b. A lipophilic compound containing an acidic group, of formula I

Figure 2021529318
Figure 2021529318

(式中、
Aは酸性基を含み、
18、R19およびR20のうちの1つ、2つまたは3つすべては、C4〜18アルキル基、C4〜18アルケニル基、C4〜18アルキニル基またはアミド含有C4〜18基であるC4〜18基であり、前記C4〜18基は、フェニル基から数えて1、2および3位が直鎖であるか、または前記1、2および3位に合計で側鎖を1つのみ有し、
他のR18、R19およびR20は、独立に、水素または直鎖C1〜18アルキル基である)
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
(During the ceremony,
A contains an acidic group
One, two or all three of R 18 , R 19 and R 20 are C 4-18 alkyl groups, C 4-18 alkenyl groups, C 4-18 alkynyl groups or amide-containing C 4-18 groups. a C 4 to 18 group is the C 4 to 18 groups, or 1, 2 and 3, calculated from the phenyl group is a straight chain or a side chain in total the 1, 2 and 3 of Have only one
The other R 18 , R 19 and R 20 are independently hydrogen or linear C 1-18 alkyl groups).
Provided is a magnesium ion-selective membrane containing a lipophilic compound, which is a compound of the above, or a salt of the lipophilic compound.

したがって、本発明のこの態様の膜は、式Iの親油性化合物またはその塩を含む。
一実施形態において、式IのA基に含まれる酸性基は、カルボン酸、スルホン酸、硫酸モノエステル、スルホンアミド、ホスホン酸、リン酸、ヒ酸、スルフィン酸またはチオカルボン酸である。
Therefore, the membrane of this aspect of the present invention comprises a lipophilic compound of formula I or a salt thereof.
In one embodiment, the acidic group contained in Group A of Formula I is a carboxylic acid, sulfonic acid, sulfuric acid monoester, sulfonamide, phosphonic acid, phosphoric acid, arsenic, sulfinic acid or thiocarboxylic acid.

一実施形態において、式IのA基に含まれる酸性基は、カルボン酸である。例えば、A基は、式IXのカルボン酸基、式Xの炭酸基、式XIのシュウ酸モノエステル基または式XIIのジカルボン酸モノエステル基であり得る:
式IX
In one embodiment, the acidic group contained in the A group of formula I is a carboxylic acid. For example, the A group can be a carboxylic acid group of formula IX, a carbonate group of formula X, an oxalic acid monoester group of formula XI or a dicarboxylic acid monoester group of formula XII:
Formula IX

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式X Formula X

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式XI Formula XI

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式XII Formula XII

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得るか、またはR23は不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式IXの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はカルボン酸基からなる。式IXのR24は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得る。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is absent. Can be. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula IX, R 23 is absent and therefore the A group consists of a carboxylic acid group. R 24 of the formula IX can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、スルホン酸である。例えば、A基は、式XIIIのスルホン酸基であり得る:
式XIII
In another embodiment, the acidic group contained in the A group is a sulfonic acid. For example, the A group can be a sulfonic acid group of formula XIII:
Equation XIII

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XIIIの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はスルホン酸基からなる。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is Can be absent. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula XIII, R 23 is absent and therefore the A group consists of a sulfonic acid group.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、硫酸モノエステルである。例えば、A基は、式XIVの硫酸モノエステル基であり得る:
式XIV
In another embodiment, the acidic group contained in Group A is sulfuric acid monoester. For example, the A group can be a sulfuric acid monoester group of formula XIV:
Formula XIV

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XIVの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基は硫酸モノエステル基からなる。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is Can be absent. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula XIV, R 23 is absent and therefore the A group consists of a sulfuric acid monoester group.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、スルホンアミドである。例えば、A基は、式XVのスルホンアミド基であり得る:
式XV
In another embodiment, the acidic group contained in the A group is a sulfonamide. For example, the A group can be a sulfonamide group of formula XV:
Formula XV

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XVの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はスルホンアミド基からなる。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is Can be absent. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula XV, R 23 is absent and therefore the A group consists of a sulfonamide group.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、ホスホン酸である。例えば、A基は、式XVIのホスホン酸基または式XVIIのホスホン酸モノエステル基であり得る:
式XVI
In another embodiment, the acidic group contained in the A group is a phosphonic acid. For example, the A group can be a phosphonic acid group of formula XVI or a phosphonic acid monoester group of formula XVII:
Formula XVI

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式XVII Formula XVII

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XVIの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はホスホン酸基からなる。R24は、C1〜18基、例えば、C1〜18アルキル基、C1〜18アルケニル基、C1〜18アルキニル基、アミド含有C1〜18基またはアリール基であり得る。特に、アリール基はフェニル基であり得、例えば、R24は、式Iに定義されるように置換基R18、R19およびR20を有するフェニル基であり得る。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is Can be absent. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula XVI, R 23 is absent and therefore the A group consists of a phosphonic acid group. R 24 can be a C 1-18 group, eg, a C 1-18 alkyl group, a C 1-18 alkenyl group, a C 1-18 alkynyl group, an amide-containing C 1-18 group or an aryl group. In particular, the aryl group can be a phenyl group, for example R 24 can be a phenyl group having substituents R 18 , R 19 and R 20 as defined in Formula I.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、リン酸である。例えば、A基は、式XVIIIのリン酸モノエステル基、または式XIXのリン酸ジエステル基、または式XXのポリリン酸基であり得る:
式XVIII
In another embodiment, the acidic group contained in the A group is phosphoric acid. For example, the A group can be a phosphate monoester group of formula XVIII, or a phosphoric acid diester group of formula XIX, or a polyphosphoric acid group of formula XX:
Formula XVIII

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式XIX Formula XIX

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式XX Formula XX

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基であり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XVIIIの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はリン酸モノエステル基からなる。式XIXの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はリン酸ジエステル基からなる。R24は、C1〜18基、例えば、C1〜18アルキル基、C1〜18アルケニル基、C1〜18アルキニル基、アミド含有C1〜18基またはアリール基であり得る。特に、アリール基はフェニル基であり得、例えば、R24は、式Iに定義されるように置換基R18、R19およびR20を有するフェニル基であり得る。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is Can be absent. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula XVIII, R 23 is absent and therefore the A group consists of a phosphate monoester group. In one embodiment of the compound of formula XIX, R 23 is absent and therefore the A group consists of a phosphodiester group. R 24 can be a C 1-18 group, eg, a C 1-18 alkyl group, a C 1-18 alkenyl group, a C 1-18 alkynyl group, an amide-containing C 1-18 group or an aryl group. In particular, the aryl group can be a phenyl group, for example R 24 can be a phenyl group having substituents R 18 , R 19 and R 20 as defined in Formula I.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、ヒ酸である。例えば、A基は、式XVI、XVII、XIII、XIXまたはXXの基であり得、そこでリン原子は、ヒ素原子(As)で置き換えられている。 In another embodiment, the acidic group contained in the A group is arsenic acid. For example, the A group can be a group of formula XVI, XVII, XIII, XIX or XX, where the phosphorus atom is replaced with an arsenic atom (As).

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、スルフィン酸である。例えば、A基は、式XXIのスルフィン酸基であり得る:
式XXI
In another embodiment, the acidic group contained in the A group is sulfinic acid. For example, the A group can be a sulfinic acid group of formula XXI:
Formula XXI

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基あり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XXIの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はスルフィン酸基からなる。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is absent. Can be. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of the compound of formula XXI, R 23 is absent and therefore the A group consists of a sulfinic acid group.

別の実施形態において、A基に含まれる酸性基は、チオカルボン酸である。例えば、A基は、式XXIIまたは式XXIIIのチオカルボン酸基であり得る:
式XXII
In another embodiment, the acidic group contained in the A group is a thiocarboxylic acid. For example, group A can be a thiocarboxylic acid group of formula XXII or formula XXIII:
Formula XXII

Figure 2021529318
Figure 2021529318

式XXIII Formula XXIII

Figure 2021529318
Figure 2021529318

23は、C1〜5基、例えば、C1〜5アルキル基、C1〜5アルケニル基、C1〜5アルキニル基またはアミド含有C1〜5基あり得るか、またはR23は、不在であり得る。好ましくは、R23は、直鎖である。例えば、式XXIIまたは式XXIIIの化合物の一実施形態において、R23は不在であり、したがって、A基はチオカルボン酸基からなる。 R 23 can be a C 1-5 group, eg, a C 1-5 alkyl group, a C 1-5 alkenyl group, a C 1-5 alkynyl group or an amide-containing C 1-5 group, or R 23 is absent. Can be. Preferably, R 23 is linear. For example, in one embodiment of a compound of formula XXII or formula XXIII, R 23 is absent and therefore the A group consists of a thiocarboxylic acid group.

一実施形態において、式IのA基は、リン酸モノエステルまたはジエステル基、例えば、式XIXの−R23−(HPO)−R24基(式中、R23は不在であるか、またはアルキル(例えば、C1〜18アルキル)、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールであり、R24は水素またはアルキル(例えば、C1〜18アルキル)、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールである)である。 In one embodiment, A group of the formula I are phosphoric acid monoesters or diesters groups, such as Formula XIX of -R 23 - (HPO 4) -R 24 group (wherein, either R 23 is absent, or alkyl (e.g., C 1 to 18 alkyl), branched alkyl, aryl or substituted aryl, R 24 is hydrogen or alkyl (e.g., C 1 to 18 alkyl), branched alkyl, aryl or substituted aryl).

さらなる実施形態において、親油性化合物は、式VIII In a further embodiment, the lipophilic compound is of formula VIII.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

(式中、R18、R19およびR20は式Iについて定義される通りである)
の化合物を含む。好ましくは、膜は、式VIIIの親油性化合物の塩を含む。
一実施形態において、R18、R19またはR20のうちの1つは、上に定義されるC4〜18アルキル基(すなわち、フェニル基から数えて1、2および3位が直鎖であるか、または前記1、2および3位に合計で側鎖を1つのみ有するC4〜18アルキル基)であり、他は、独立に、水素または直鎖C1〜18アルキル基である。
(In the formula, R 18 , R 19 and R 20 are as defined for formula I)
Contains the compounds of. Preferably, the membrane comprises a salt of a lipophilic compound of formula VIII.
In one embodiment, one of R 18 , R 19 or R 20 is a C 4-18 alkyl group as defined above (ie, the 1, 2 and 3 positions counting from the phenyl group are linear. Or a C 4-18 alkyl group having only one side chain in total at the 1, 2 and 3 positions above), and the others are independently hydrogen or linear C 1-18 alkyl groups.

さらなる実施形態において、R18、R19またはR20のうちの1つは、上に定義されるC4〜18アルキル基であり、他は水素である。さらなる実施形態において、R19は、上に定義されるC4〜18アルキル基であり、R18およびR20は水素である。 In a further embodiment, one of R 18 , R 19 or R 20 is a C 4-18 alkyl group as defined above and the other is hydrogen. In a further embodiment, R 19 is a C 4-18 alkyl group as defined above and R 18 and R 20 are hydrogen.

一実施形態において、前記C4〜18アルキル基(複数可)は直鎖である。別の実施形態において、前記C4〜18アルキル基(複数可)は、少なくとも6個、例えば、少なくとも8個の炭素原子、例えば、8、9、10、11または12個の炭素原子を含む。 In one embodiment, the C4-18 alkyl groups (s) are linear. In another embodiment, the C4-18 alkyl group (s) comprises at least 6 carbon atoms, eg, at least 8 carbon atoms, eg, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms.

さらなる実施形態において、R18、R19またはR20のうちの1つのみが、C4〜18アルキル基であり、前記C4〜18アルキル基は、少なくとも6個、例えば、少なくとも8個の炭素原子、例えば、8、9、10、11または12個の炭素原子を含む。 In a further embodiment, only one of R 18 , R 19 or R 20 is a C 4-18 alkyl group, said C 4-18 alkyl group having at least 6 carbons, eg at least 8 carbons. Includes atoms such as 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms.

好ましい実施形態において、親油性化合物は、式VIIIの化合物を含み、R18およびR20は水素であり、R19はオクチル基である。
好ましい実施形態において、親油性化合物は、塩の形態で提供される。好ましい塩はマグネシウム塩およびカルシウム塩である。
In a preferred embodiment, the lipophilic compound comprises a compound of formula VIII, where R 18 and R 20 are hydrogen and R 19 is an octyl group.
In a preferred embodiment, the lipophilic compound is provided in the form of a salt. Preferred salts are magnesium and calcium salts.

好ましい実施形態において、親油性化合物は、ヘミカルシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート、ヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートまたはこれらの2つの塩の混合物である。 In a preferred embodiment, the lipophilic compound is hemicalcium bis [4-octylphenyl] phosphate, hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate or a mixture of two salts thereof.

親油性化合物、例えば、ヘミカルシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートおよびヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートは、当技術分野で公知の標準的な方法によって調製され得る。 Lipophilic compounds, such as hemicalcium bis [4-octylphenyl] phosphate and hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate, can be prepared by standard methods known in the art.

好ましい実施形態において、親油性塩は、ヘミカルシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートとヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートとの混合物であり、混合物は、少なくとも50%のヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート、例えば、少なくとも80%のヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート、例えば、80%〜90%のヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートを含有する。 In a preferred embodiment, the lipophilic salt is a mixture of hemicalcium bis [4-octylphenyl] phosphate and hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate, the mixture being at least 50% hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate. It contains at least 80% hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate, such as 80% to 90% hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate.

本発明のマグネシウムイオン選択性膜のさらに好ましい実施形態において、イオノフォアは、4,7−ジウンデシル−1,10−フェナントロリンであり、親油性塩は、ヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートとヘミカルシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートとの混合物である。 In a more preferred embodiment of the magnesium ion selective membrane of the present invention, the ionophore is 4,7-diundecyl-1,10-phenanthroline and the lipophilic salts are hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate and hemicalcium. It is a mixture with bis [4-octylphenyl] phosphate.

好ましい実施形態において、イオノフォアと親油性化合物または親油性塩(複数可)のアニオン(複数可)とのモル比は2:1〜1:1、例えば、1.8:1〜1.2:1のモル比である。 In a preferred embodiment, the molar ratio of ionophore to lipophilic compound or lipophilic salt (s) anion (s) is 2: 1 to 1: 1, for example 1.8: 1 to 1.2: 1. The molar ratio of.

上記の親油性化合物および親油性塩に加えて、さらなる塩が本発明の膜中に存在し得る。したがって、実施形態において、本発明の膜は、さらなる塩、例えば、テトラキス(4−クロロフェニル)ホウ酸塩を含む。 In addition to the lipophilic compounds and lipophilic salts described above, additional salts may be present in the membrane of the present invention. Thus, in embodiments, the membranes of the invention contain additional salts such as tetrakis (4-chlorophenyl) borate.

共有結合している酸性基を含むイオノフォア
本発明のさらなる態様において、イオノフォアおよび酸性基は、別々の化合物の一部ではなく共有結合している。
Ionophores Containing Covalently Bonded Acid Groups In a further aspect of the invention, the ionophores and acidic groups are covalently bonded rather than part of a separate compound.

したがって、主要な態様において、本発明は、
・ スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも1個の炭素原子を含む、前記イオノフォア、または
・ スペーサーを介して酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜に関する。
Therefore, in a major aspect, the present invention is:
An ionophore covalently bonded to an acidic group via a spacer, wherein the spacer contains at least one carbon atom, or an ionophore covalently bonded to an acidic group via a spacer. For magnesium ion-selective membranes containing salts.

好ましい実施形態において、イオノフォアは、親油性である。
一実施形態において、前記スペーサーは、アルキル基、例えば、合計で1〜18個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基であり、アルキル基は、任意で置換されている。別の実施形態において、前記スペーサーは、直鎖アルキル基、例えば、−(CH−基(式中、nは少なくとも1、例えば、1、2、3、4もしくは5、または少なくとも2である)である。
In a preferred embodiment, the ionophore is lipophilic.
In one embodiment, the spacer is an alkyl group, eg, a linear or branched alkyl group having a total of 1-18 carbon atoms, with the alkyl group optionally substituted. In another embodiment, the spacer is a linear alkyl group, eg, a − (CH 2 ) n − group (where n is at least 1, eg, 1, 2, 3, 4 or 5, or at least 2). There is).

一実施形態において、前記イオノフォアは、1,10−フェナントロリンまたはその置換形態であるフェナントロリン化合物である。本明細書の一実施形態において、スペーサーは、1,10−フェナントロリンの2、3、4、5、6、7、8または9位の炭素原子でフェナントロリン化合物に共有結合している。 In one embodiment, the ionophore is 1,10-phenanthroline or a phenanthroline compound which is a substitution form thereof. In one embodiment of the specification, the spacer is covalently attached to the phenanthroline compound at the carbon atom at position 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 of 1,10-phenanthroline.

さらなる実施形態において、スペーサー(前記スペーサーは、少なくとも1個の炭素原子を含む)を介して酸性基に共有結合しているイオノフォアは、式II In a further embodiment, the ionophore covalently attached to an acidic group via a spacer, said spacer containing at least one carbon atom, is of formula II.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

[式中、
〜Rは各々、
H、
F、Cl、Br、I、NO、CNもしくはCFのいずれか、
1〜18アルキル、
1〜18アリール、
1〜18アルケニル、
(CHY(式中、mは0または1〜4の整数であり、Yは−OR、−NR、−OCOR、−NRCOR、−COR、−COOR、−SO、−OSiR、−PO、−POのいずれかであり、R、RおよびRは各々、H、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールのいずれかである)、
−R1011(式中、nは0、または1および17を含む1〜17の整数であり、R10はC、N、NCOまたはCH−Z−CHであり、ZはO、NH、S、OCOまたはCOのいずれかであり、R11
[During the ceremony,
R 1 to R 6 are each
H,
Either F, Cl, Br, I, NO 2 , CN or CF 3,
C 1-18 alkyl,
C 1-18 aryl,
C 1-18 alkenyl,
(CH 2 ) m Y (in the equation, m is an integer of 0 or 1-4, where Y is -OR 7 , -NR 7 R 8 , -OCOR 7 , -NR 7 COR 8 , -COR 7 , -COOR. 7 , -SO 3 R 7 , -OSiR 7 R 8 R 9 , -PO 4 R 7 R 8 , -PO 3 R 7 R 8 , where R 7 , R 8 and R 9 are H, respectively. Alkyl, branched alkyl, aryl or substituted aryl),
C n − R 10 R 11 (in the equation, n is an integer of 1 to 17 including 0, or 1 and 17, R 10 is C, N, NCO or CH 2 −Z—CH 2 , where Z is. Either O, NH, S, OCO or CO, where R 11 is

Figure 2021529318
Figure 2021529318

であり、R11はR11の3、4、5、6、7または8位のいずれかでR10に結合しており、R12〜R17はH、C1〜18アルキル、C1〜18アリールのいずれかであるか、または除去され、但し、R11がR11の3位でR10に結合している場合、R12が除去され、R11がR11の4位でR10に結合している場合、R13が除去され、R11がR11の5位でR10に結合している場合、R14が除去され、R11がR11の6位でR10に結合している場合、R15が除去され、R11がR11の7位でR10に結合している場合、R16が除去され、R11がR11の8位でR10に結合している場合、R17が除去される)
のいずれかである、
但し、R〜Rのうちの1つが、H以外であり、かつ1,10−フェナントロリンの2および9位のC原子が各々、縮合環構造に関与しない結合により、Hに結合しており、
〜Rのうちの1つがスペーサーおよび酸性基を含み、好ましくは、RまたはRはスペーサーおよび酸性基を含む]
のフェナントロリン化合物である。
R 11 is attached to R 10 at any of the 3, 4, 5, 6, 7 or 8 positions of R 11 , and R 12 to R 17 are H, C 1 to 18 alkyl, C 1 to 1. 18 or in either of the aryl or removed, provided that if R 11 is bonded to R 10 in the 3-position of R 11, R 12 is removed, R 10 at the 4-position of R 11 is R 11 If R 13 is removed and R 11 is attached to R 10 at the 5th position of R 11 , then R 14 is removed and R 11 is attached to R 10 at the 6th position of R 11. If R 15 is removed and R 11 is bound to R 10 at the 7th position of R 11 , then R 16 is removed and R 11 is bound to R 10 at the 8th position of R 11. are case, R 17 is removed)
Is one of
However, one of R 1 to R 6 is other than H, and the C atoms at positions 2 and 9 of 1,10-phenanthroline are each bonded to H by a bond that does not participate in the fused ring structure. ,
One of R 1 to R 6 contains a spacer and an acidic group, preferably R 1 or R 6 contains a spacer and an acidic group]
Phenanthroline compound.

本明細書のさらなる実施形態において、R〜Rは、合計で少なくとも6個の炭素原子、例えば、6、7、8、9、10または11個の炭素原子、例えば、合計で少なくとも11個の炭素原子、例えば、11〜18個の炭素原子を含む。 In a further embodiment of the present specification, R 1 to R 6 have a total of at least 6 carbon atoms, such as 6, 7, 8, 9, 10 or 11 carbon atoms, for example, a total of at least 11 carbon atoms. Contains carbon atoms of, for example, 11-18 carbon atoms.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数は、1〜18個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基である。例えば、R、R、R、R、RおよびRから選択される1つまたは2つの基は、1〜18個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり得、他は水素であり、例えば、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRまたはRおよびRは、1〜18個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり、他は水素である。 In another embodiment, one or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is an alkyl or aryl group having 1 to 18 carbon atoms. For example, one or two groups selected from R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can be alkyl or aryl groups with 1-18 carbon atoms, the others. Hydrogen, for example, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 4 , R 1 and R 5 , R 1 and R 6 , R 2 and R 3 , R 2 and R 4 , R 2 And R 5 , R 2 and R 6 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , R 3 and R 6 , R 4 and R 5 , R 4 and R 6 or R 5 and R 6 are 1 to 18 It is an alkyl or aryl group with a number of carbon atoms, the other being hydrogen.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、R、R、R、R、RおよびRから選択される1つまたは2つの基は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRまたはRおよびRは、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、他は水素である。 In another embodiment, one or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. For example, one or two groups selected from R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can be alkyl groups with 1-18 carbon atoms, the other with hydrogen. Yes, for example, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 4 , R 1 and R 5 , R 1 and R 6 , R 2 and R 3 , R 2 and R 4 , R 2 and R. 5 , R 2 and R 6 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , R 3 and R 6 , R 4 and R 5 , R 4 and R 6 or R 5 and R 6 are 1 to 18 pieces. It is an alkyl group having a carbon atom, and the others are hydrogen.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数は、6〜18個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、R、R、R、R、RおよびRから選択される1つまたは2つの基は、6〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびR、RおよびRまたはRおよびRは、6〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、他は水素である。 In another embodiment, one or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is an alkyl group having 6-18 carbon atoms. For example, one or two groups selected from R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 can be alkyl groups with 6-18 carbon atoms, the other with hydrogen. Yes, for example, R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 4 , R 1 and R 5 , R 1 and R 6 , R 2 and R 3 , R 2 and R 4 , R 2 and R. 5 , R 2 and R 6 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , R 3 and R 6 , R 4 and R 5 , R 4 and R 6 or R 5 and R 6 are 6 to 18 pieces. It is an alkyl group having a carbon atom, and the others are hydrogen.

別の実施形態において、R、R、R、R、RおよびRのうちの1つが、1〜18個の炭素原子、例えば、6〜18個の炭素原子、例えば、11〜18個の炭素原子を有するアルキル基である。 In another embodiment, one of R 1, R 2, R 3 , R 4, R 5 and R 6, 1 to 18 carbon atoms, for example, 6 to 18 carbon atoms, for example, 11 It is an alkyl group having ~ 18 carbon atoms.

別の実施形態において、Rおよび/またはRは、1〜18個の炭素原子、例えば、6〜18個の炭素原子、例えば、11〜18個の炭素原子を有するアルキル基である。
別の実施形態において、Rおよび/またはRは、1〜18個の炭素原子を有するアリール基である。
In another embodiment, R 2 and / or R 5 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, eg, 6 to 18 carbon atoms, eg, 11 to 18 carbon atoms.
In another embodiment, R 2 and / or R 5 is an aryl group having 1 to 18 carbon atoms.

好ましい実施形態において、フェナントロリン化合物は、スペーサーを介して酸性基に共有結合している4−ウンデシル−1、10−フェナントロリンであり、前記スペーサーは、少なくとも1個の炭素原子、例えば、2または3個の炭素原子を含む。 In a preferred embodiment, the phenanthroline compound is 4-undecylic-1, 10-phenanthroline covalently attached to an acidic group via a spacer, said spacer having at least one carbon atom, eg, 2 or 3 carbon atoms. Contains carbon atoms of.

別の好ましい実施形態において、フェナントロリン化合物は、スペーサーを介して酸性基に共有結合している4,7−ジウンデシル−1、10−フェナントロリンであり、前記スペーサーは、少なくとも1個の炭素原子を含む。 In another preferred embodiment, the phenanthroline compound is 4,7-diundesyl-1,10-phenanthroline covalently attached to an acidic group via a spacer, said spacer containing at least one carbon atom.

好ましくは、スペーサーは1〜18個の炭素原子を含む。一実施形態において、スペーサーは、少なくとも2個、例えば、少なくとも3個の炭素原子を含み、スペーサーは、1,10−フェナントロリン化合物の2、3、4、5、6、7、8または9位に共有結合している。 Preferably, the spacer contains 1-18 carbon atoms. In one embodiment, the spacer comprises at least two, for example, at least three carbon atoms, and the spacer is located at the 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 position of the 1,10-phenanthroline compound. Covalently bonded.

一実施形態において、酸性基は、カルボン酸、スルホン酸、硫酸モノエステル、スルホンアミド、ホスホン酸、リン酸、ヒ酸、スルフィン酸またはチオカルボン酸からなる群から選択される。 In one embodiment, the acidic group is selected from the group consisting of carboxylic acid, sulfonic acid, sulfuric acid monoester, sulfonamide, phosphonic acid, phosphoric acid, arsenic, sulfinic acid or thiocarboxylic acid.

好ましい実施形態において、酸性基は、−(HPO)R、−(HPO)R(式中、RはH、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールである)、例えば、4−オクチルフェニルである。 In a preferred embodiment, the acidic group is − (HPO 4 ) R 7 , − (HPO 3 ) R 7 (where R 7 is H, alkyl, branched alkyl, aryl or substituted aryl), eg 4- Octylphenyl.

別の実施形態において、イオノフォアは、三脚型立体化学構造、例えば、式IV、V、VIおよびVIIに示される構造のうちの1つを有する。本明細書の一つのさらなる実施形態において、酸性基は、式IV、V、VIまたはVIIに示される構造の1、2または3つのアーム上のマロンジアミド基の遠位に位置する。この文脈において「遠位」は、三脚型構造の中心に対して遠位を意味する。好ましくは、分子の1つのアームのみが、共有結合している酸性基を有する。別の実施形態において、式IV、V、VIまたはVIIに示される構造の3つのアームのうちの1つにおいて、マロンジアミド基は、酸性基で部分的または完全に置き換えられている。 In another embodiment, the ionophore has a tripod stereochemical structure, eg, one of the structures represented by formulas IV, V, VI and VII. In one further embodiment of the specification, the acidic group is located distal to the malondiamide group on one, two or three arms of the structure represented by formula IV, V, VI or VII. In this context, "distal" means distal to the center of the tripod-shaped structure. Preferably, only one arm of the molecule has a covalently bonded acidic group. In another embodiment, in one of the three arms of the structure represented by the formula IV, V, VI or VII, the marrondiamide group is partially or completely replaced with an acidic group.

さらなる膜成分
可塑剤−本発明の膜は、典型的にはさらに可塑剤を含む。可塑剤の役割は、他の成分、例えば、イオノフォアを溶媒和したままにすることである。多くの好適な可塑剤、例えば、エステル、ホスホン酸塩およびエーテルは、当技術分野において記載されている。一実施形態において、可塑剤は、4−ヘキシルフェニル2−ニトロフェニルエーテル(NHPE)もしくは2−ニトロフェニルオクチルエーテル(NPOE)またはこれらの混合物である。一実施形態において、可塑剤、例えば、NHPEは、乾燥膜質量の約40%〜80%、例えば、乾燥膜質量の50%〜70%、例えば、乾燥膜質量の55%〜65%を構成する。
Additional Membrane Components Plasticizers-The membranes of the present invention typically contain additional plasticizers. The role of the plasticizer is to keep other components, such as ionophore, solvated. Many suitable plasticizers, such as esters, phosphonates and ethers, have been described in the art. In one embodiment, the plasticizer is 4-hexylphenyl 2-nitrophenyl ether (NHPE) or 2-nitrophenyl octyl ether (NPOE) or a mixture thereof. In one embodiment, the plasticizer, eg NHPE, constitutes from about 40% to 80% of the mass of the dry membrane, eg 50% to 70% of the mass of the dry membrane, eg 55% to 65% of the mass of the dry membrane. ..

ポリマー−本発明の膜は、典型的にはさらにポリマーまたはポリマーの混合物、ポリマーブレンドを含む。ポリマーは、可塑剤および活性成分を含有するためのネットワークを提供することによって、膜に構造的完全性を付与する。使用できるポリマーおよびコポリマーの非限定的例としては、ポリ(塩化ビニル)、カルボキシル化(ポリ塩化ビニル)、ポリウレタン、ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアセテート)、ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアルコール)、ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアセテート−co−ビニルアルコール)およびこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。 Polymers-The membranes of the present invention typically further include polymers or mixtures of polymers, polymer blends. The polymer imparts structural integrity to the membrane by providing a network for containing the plasticizer and the active ingredient. Non-limiting examples of polymers and copolymers that can be used include poly (vinyl chloride), carboxylated (polyvinyl chloride), polyurethane, poly (vinyl chloride-co-vinyl acetate), poly (vinyl chloride-co-vinyl alcohol). , Poly (vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol) and combinations thereof.

好ましい実施形態において、膜は、ポリマーブレンドを含み、前記ポリマーブレンドは、
1.カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)またはポリ(塩化ビニル)である第1のポリマーであって、前記第1のポリマーの分子量が、100,000〜500,000である、前記第1のポリマーと、
2.塩化ビニルと、親水性基を有する少なくとも1つのさらなるモノマー基とのコポリマーである第2のポリマーであって、前記第2のポリマーの分子量が100,000未満である、前記第2のポリマーと
を含み、
前記第1のポリマーが、カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)である場合、前記第2のポリマーは前記第1のポリマーより多くの親水性基を有する。
In a preferred embodiment, the membrane comprises a polymer blend, said polymer blend.
1. 1. The first polymer, which is a carboxylated polyvinyl (vinyl chloride) or poly (vinyl chloride), wherein the first polymer has a molecular weight of 100,000 to 500,000.
2. A second polymer, which is a copolymer of vinyl chloride and at least one additional monomer group having a hydrophilic group, wherein the second polymer has a molecular weight of less than 100,000. Including
When the first polymer is carboxylated polyvinyl chloride, the second polymer has more hydrophilic groups than the first polymer.

一実施形態において、前記第1のポリマーは、カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)である。さらなる実施形態において、前記第1のポリマーは、カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)であり、前記第2のポリマーは、前記第1のポリマーの少なくとも1.5倍の親水性基、例えば、前記第1のポリマーの、例えば、少なくとも2倍、例えば、少なくとも4倍、例えば、少なくとも5倍、例えば、少なくとも10倍の親水性基を有する。さらにさらなる実施形態において、前記第1のポリマーは、カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)であり、前記カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)は、0.1%〜10%カルボキシル化、例えば、0.5%〜5%カルボキシル化、例えば、1%〜3%カルボキシル化、例えば、1.8%カルボキシル化されている。 In one embodiment, the first polymer is carboxylated polyvinyl chloride. In a further embodiment, the first polymer is carboxylated polyvinyl chloride, and the second polymer has at least 1.5 times more hydrophilic groups than the first polymer, eg, the first polymer. Has at least 2-fold, eg, at least 4-fold, eg, at least 5-fold, eg, at least 10-fold, hydrophilic groups of the polymer. In yet further embodiments, the first polymer is carboxylated polyvinyl chloride, and the carboxylated polyvinyl chloride is 0.1% to 10% carboxylated, eg, 0.5% to. It is 5% carboxylated, eg, 1% to 3% carboxylated, eg, 1.8% carboxylated.

別の実施形態において、前記第1のポリマーは、ポリ(塩化ビニル)である。
一実施形態において、前記第1のポリマーの分子量は、少なくとも110,000、例えば、少なくとも120,000、例えば、130,000〜400,000、例えば、130,000〜300,000、例えば、130,000〜250,000である。
In another embodiment, the first polymer is poly (vinyl chloride).
In one embodiment, the molecular weight of the first polymer is at least 110,000, eg, at least 120,000, eg, 130,000-400,000, eg, 130,000-300,000, eg 130, It is 000 to 250,000.

一実施形態において、前記第1のポリマーは、カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)であり、前記第1のポリマーの分子量は、少なくとも110,000、例えば、少なくとも120,000、例えば、130,000〜400,000、例えば、200,000〜300,000、例えば、200,000〜250,000、例えば、220,000である。 In one embodiment, the first polymer is carboxylated polyvinyl chloride, and the molecular weight of the first polymer is at least 110,000, eg, at least 120,000, eg, 130,000-400. 000, for example 200,000 to 300,000, for example 200,000 to 250,000, for example 220,000.

別の実施形態において、前記第1のポリマーは、ポリ(塩化ビニル)であり、前記第1のポリマーの分子量は、少なくとも110,000、例えば、少なくとも120,000、例えば、120,000〜200,000、例えば、130,000〜160,000、例えば、140,000である。 In another embodiment, the first polymer is poly (vinyl chloride) and the molecular weight of the first polymer is at least 110,000, eg, at least 120,000, eg, 120,000-200, 000, for example 130,000 to 160,000, for example 140,000.

本発明の膜の一実施形態において、第2のポリマー中の前記さらなるモノマーは、ビニルアルコール、ビニルエステルまたはヒドロキシ官能性アクリレートである。さらなる実施形態において、前記第2のポリマーは、塩化ビニル、ビニルアセテート、ビニルアルコールと、任意でアクリル酸、メタクリル酸またはマレイン酸などの親水性基を含むさらなるモノマーとのコポリマーである。 In one embodiment of the membrane of the present invention, the additional monomer in the second polymer is vinyl alcohol, vinyl ester or hydroxyfunctional acrylate. In a further embodiment, the second polymer is a copolymer of vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol and an additional monomer, optionally containing a hydrophilic group such as acrylic acid, methacrylic acid or maleic acid.

さらにさらなる実施形態において、前記第2のポリマーは、ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアセテート−co−ビニルアルコール)である。一実施形態において、前記ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアセテート−co−ビニルアルコール)は、75%〜98%の塩化ビニル、例えば、85%〜95%の塩化ビニル、例えば、89%〜93%の塩化ビニル、例えば、91%の塩化ビニルを含む。別の実施形態において、前記ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアセテート−co−ビニルアルコール)は、1%〜20%のビニルアセテート、例えば、1%〜10%のビニルアセテート、例えば、1%〜5%のビニルアセテート、例えば、3%のビニルアセテートを含む。さらなる実施形態において、前記ポリ(塩化ビニル−co−ビニルアセテート−co−ビニルアルコール)は、1%〜15%のビニルアルコール、例えば、1%〜10%のビニルアルコール、例えば、4%〜8%のビニルアルコール、例えば、6%のビニルアルコールを含む。 In yet further embodiments, the second polymer is poly (vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol). In one embodiment, the poly (vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol) is 75% to 98% vinyl chloride, eg 85% to 95% vinyl chloride, eg 89% to 93%. Contains vinyl chloride, eg, 91% vinyl chloride. In another embodiment, the poly (vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol) is 1% to 20% vinyl acetate, eg, 1% to 10% vinyl acetate, eg, 1% to 5 Includes% vinyl acetate, eg 3% vinyl acetate. In a further embodiment, the poly (vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohol) is 1% to 15% vinyl alcohol, eg, 1% to 10% vinyl alcohol, eg, 4% to 8%. Vinyl alcohol, eg, 6% vinyl alcohol.

一実施形態において、第2のポリマーの分子量は、100,000未満、例えば、30,000〜90,000、好ましくは60,000〜80,000、例えば、70,000である。 In one embodiment, the molecular weight of the second polymer is less than 100,000, such as 30,000 to 90,000, preferably 60,000 to 80,000, such as 70,000.

一実施形態において、膜中の第1のポリマー質量と第2のポリマー質量との比は、10:1〜1:5、例えば、4:1〜1:4、例えば、2:1〜1:3、例えば、2:3〜3:7、例えば、1:2である。 In one embodiment, the ratio of the mass of the first polymer to the mass of the second polymer in the membrane is 10: 1 to 1: 5, such as 4: 1 to 1: 4, for example 2: 1 to 1: 1. 3, for example, 2: 3 to 3: 7, for example 1: 2.

一実施形態において、前記第1のポリマーは、カルボキシル化ポリ(塩化ビニル)であり、膜中の第1のポリマー質量と第2のポリマー質量との比は、4:1〜1:4、例えば、2:1〜1:3、例えば、3:2〜3:7、または2:3〜3:7、例えば、1:2である。 In one embodiment, the first polymer is carboxylated polyvinyl chloride, and the ratio of the mass of the first polymer to the mass of the second polymer in the film is 4: 1 to 1: 4, for example. 2: 1 to 1: 3, for example 3: 2 to 3: 7, or 2: 3 to 3: 7, for example 1: 2.

別の実施形態において、前記第1のポリマーは、ポリ(塩化ビニル)であり、膜中の第1のポリマー質量と第2のポリマー質量との比は、10:1〜1:5、例えば、7:1〜1:2、例えば、5:1〜1:2、例えば、5:1〜2:3、例えば、5:1〜2:1、例えば、4:1である。 In another embodiment, the first polymer is poly (vinyl chloride) and the ratio of the mass of the first polymer to the mass of the second polymer in the membrane is 10: 1 to 1: 5, for example. 7: 1 to 1: 2, for example 5: 1 to 1: 2, for example 5: 1 to 2: 3, for example 5: 1 to 2: 1, for example 4: 1.

一実施形態において、ポリマーブレンドは、乾燥膜質量(すなわち、溶媒中で混合される前の成分の質量)の約10%〜50%、例えば、乾燥膜質量の20%〜40%、例えば、乾燥膜質量の25%〜35%、例えば、乾燥膜質量の25%〜30%を構成する。好ましい実施形態において、膜は、以下の表1に特定される組成を有する。 In one embodiment, the polymer blend is about 10% to 50% of the dry membrane mass (ie, the mass of the components before being mixed in the solvent), eg 20% to 40% of the dry membrane mass, eg dry. It constitutes 25% to 35% of the membrane mass, for example 25% to 30% of the dry membrane mass. In a preferred embodiment, the membrane has the composition specified in Table 1 below.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

本発明の膜を調製する方法
さらなる態様において、本発明は、成分を溶媒中で混合し、得られた溶液を所望の支持体上に分配し、溶媒を蒸発させることによって、本発明のマグネシウムイオン選択性膜を調製する方法に関する。任意の好適な溶媒が用いられ得る。一実施形態において、溶媒はシクロヘキサノンである。支持体は柔軟性または剛性であり得る。支持体は、好ましくは非導電性材料、例えば、ケイ素、ポリマー、プリント回路基板(PCB)、フレックスPCB、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、セラミック、アルミナ、ガラス、木材製品、フリットなどでできている。
Methods for Preparing Membranes of the Invention In a further embodiment, the invention comprises mixing components in a solvent, distributing the resulting solution onto a desired support, and evaporating the solvent to cause the magnesium ions of the invention. It relates to a method of preparing a selective membrane. Any suitable solvent can be used. In one embodiment, the solvent is cyclohexanone. The support can be flexible or rigid. The support is preferably a non-conductive material such as silicon, polymer, printed circuit board (PCB), flex PCB, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), ceramic, alumina, glass, wood products, frit and the like. is made of.

電極および電位差測定センサー
さらなる主要な態様において、本発明は、本明細書に記載される本発明のマグネシウムイオン選択性膜を含む、イオン選択性電極に関する。電極は、厚膜方式、例えば、スクリーン印刷、輪転グラビア印刷、パッド印刷、ステンシル印刷の導電性材料、例えば、炭素、Cu、Pt、Pd、Auおよび/もしくはナノチューブなどを使用することによって、または、薄膜方式、例えば、スパッタリング、サーマルスプレーおよび/もしくはコールドスプレーの導電性材料を使用することによって支持体上に作られ得る。支持体は柔軟性または剛性であり得る。支持体は、好ましくは、非導電性材料、例えば、ケイ素、ポリマー、プリント回路基板(PCB)、フレックスPCB、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、セラミック、アルミナ、ガラス、木材製品、フリットなどでできている。
Electrodes and Potential Difference Measuring Sensors In a further primary aspect, the invention relates to ion-selective electrodes, including the magnesium ion-selective membranes of the invention described herein. The electrodes can be made by using thick film methods such as screen printing, rotary gravure printing, pad printing, stencil printing conductive materials such as carbon, Cu, Pt, Pd, Au and / or nanotubes, or. It can be made on a support by using a thin film method, eg, a conductive material of sputtering, thermal spray and / or cold spray. The support can be flexible or rigid. The support is preferably a non-conductive material such as silicon, polymer, printed circuit board (PCB), flex PCB, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), ceramic, alumina, glass, wood products, frit and the like. Made of.

さらにさらなる主要な態様において、本発明は、2つ以上の検体電極が、参照電極を含むまたは含まない単一の支持体上に存在する、センサーアセンブリに関する(参照電極を含むセンサーアセンブリについては米国特許第5916425号を参照のこと)。いくつかの実施形態において、センサーアセンブリは、参照電極を含むまたは含まない、各々2つ以上の検体電極を含む2つの支持体でできている。支持体は、電極を有する前記支持体の表面が互いに面するように、互いの上に層状構造で配置され得る(例えば、WO2008/131767)。別の好適なセンサーアセンブリはWO2018/112017、WO2018/112012、WO2018/112008、WO2017/120464、WO2017/019609、WO2016/106320、WO2016/011308、WO2016/007716およびWO2013/163120に記載されている。 In yet a further primary aspect, the invention relates to a sensor assembly in which two or more sample electrodes are present on a single support with or without a reference electrode (US patent for sensor assembly containing reference electrode). See No. 5916425). In some embodiments, the sensor assembly is made up of two supports, each containing two or more sample electrodes, with or without a reference electrode. The supports may be arranged in a layered structure on top of each other so that the surfaces of the supports having electrodes face each other (eg, WO2008 / 131767). Other suitable sensor assemblies are described in WO2018 / 112017, WO2018 / 112012, WO2018 / 112008, WO2017 / 120464, WO2017 / 019609, WO2016 / 106320, WO2016 / 011308, WO2016 / 007716 and WO2013 / 163120.

一実施形態において、システムは、生理学的濃度の、干渉する可能性のある化合物(Ca2+、KおよびNa)を含有するキャリブレーターで較正される。
いくつかの実施形態において、システムは、カルシウムイオンなどの他のカチオンの測定のための1つまたは複数の電極を含有し、したがって干渉は、カチオン活性の測定に基づく検体信号のケモメトリクス補正によって最小限に抑えられ得る。
In one embodiment, the system is calibrated with a calibrator containing physiological concentrations of potentially interfering compounds (Ca 2+ , K + and Na +).
In some embodiments, the system contains one or more electrodes for the measurement of other cations such as calcium ions, so interference is minimized by chemometric correction of the sample signal based on the measurement of cation activity. It can be suppressed to the limit.

使用および使用方法
上記のように、さらなる主要な態様において、本発明は、試料中のマグネシウムイオン濃度を決定するための本発明の電位差測定センサーまたは電極の使用に関する。
Use and Method of Use As described above, in a further primary aspect, the present invention relates to the use of the potential difference measuring sensor or electrode of the present invention to determine the magnesium ion concentration in a sample.

同様に、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定する方法であって、前記試料と本発明の電極または本発明の電位差測定センサーとを接触させるステップと、前記電極または電位差測定センサーから得られる信号に基づきマグネシウムイオン濃度を決定するステップを含む、方法に関する。 Similarly, the present invention is a method for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, which is obtained from the step of contacting the sample with the electrode of the present invention or the potential difference measuring sensor of the present invention and the electrode or the potential difference measuring sensor. The present invention relates to a method comprising determining the magnesium ion concentration based on the signal obtained.

検体の存在について試験される生体試料は、生理液、例えば、希釈または無希釈の全血、血清、血漿、唾液、尿、糞便、胸膜液、脳脊髄液、滑液、乳、腹水液、腹腔液または羊水であり得る。他の生体試料の例としては、発酵ブロス、培養微生物、廃水、食品などが挙げられる。 Biological samples tested for the presence of specimens are physiological fluids such as diluted or undiluted whole blood, serum, plasma, saliva, urine, feces, pleural fluid, cerebrospinal fluid, synovial fluid, milk, ascites, ascitic fluid. It can be liquid or amniotic fluid. Examples of other biological samples include fermented broth, cultured microorganisms, wastewater, foods and the like.

好ましい実施形態において、試料は、血液試料または血清試料である。試料、例えば、血液試料、血清試料、血漿試料または胸膜試料は、例えば、ヒト対象からの試料であり得る。 In a preferred embodiment, the sample is a blood sample or a serum sample. The sample, eg, a blood sample, a serum sample, a plasma sample or a pleural sample can be, for example, a sample from a human subject.

マグネシウムイオンレベルを決定する目的は、例えば、ヒト患者などの患者の疾患もしくは障害を診断すること、または医学療法もしくは手術などの治療を受けるか、もしくはこれらに登録される患者のマグネシウムレベルをモニターすることであり得る。一実施形態において、疾患または障害は、心血管疾患または障害である。別の実施形態において、試料は、新生児、すなわち生後28日未満の乳児からの試料である。 The purpose of determining magnesium ion levels is, for example, to diagnose a disease or disorder in a patient, such as a human patient, or to receive treatment such as medical therapy or surgery, or to monitor the magnesium level of a patient enrolled in them. It can be. In one embodiment, the disease or disorder is a cardiovascular disease or disorder. In another embodiment, the sample is from a newborn, i.e., an infant <28 days old.

Zhang(2011)Am J Biomed Sci 3:301は、マグネシウムレベル、特に、低マグネシウム血症と臨床成績との関連を実証するいくつかの試験を要約する。例えば、試験は、低マグネシウム血症と、血液透析、2型糖尿病、心血管疾患または医療外科集中治療を経験するICU患者の死亡率との関連を実証した。さらに、心疾患患者において、マグネシウムの欠乏は、冠動脈攣縮、不整脈、細動、梗塞および突然死に寄与することが見出された。心肺バイパス術中のマグネシウム介入試験は、iMgの術中の補正が、術後の心室性不整脈の減少および連続した洞調律の維持に関連していることを示した。臨床治験結果はまた、卒中症状の発症後2時間以内の救急車または救急部における急性卒中患者に対するマグネシウム療法の利点を示唆する。マグネシウムのモニタリングは、低マグネシウム血症と関連づけられることが報告された状態であり、ヨーロッパおよびUSAにおける妊娠の5〜7%で発生する子癇前症においても提唱される。他の知見は、iCa:iMgの比が、子癇前症−子癇発作患者における血管系および神経系合併症の予防に極めて重要な診断パラメーターであることを示唆した。Solimanら(2003)Crit.Care Med.31:1082は、ICU滞在中のイオン化低マグネシウム血症の発症と高い罹患率および死亡率との間の相関を報告した。 Zhang (2011) Am J Biomed Sci 3: 301 summarizes several studies demonstrating an association between magnesium levels, especially hypomagnesium and clinical outcomes. For example, the study demonstrated an association between hypomagnesium and the mortality of ICU patients undergoing hemodialysis, type 2 diabetes, cardiovascular disease or medical surgical intensive care. In addition, magnesium deficiency has been found to contribute to coronary spasms, arrhythmias, fibrillation, infarction and sudden death in patients with heart disease. Magnesium intervention studies during cardiopulmonary bypass showed that intraoperative correction of iMg was associated with reduced postoperative ventricular arrhythmias and maintenance of continuous sinus rhythm. Clinical trial results also suggest the benefits of magnesium therapy for patients with acute stroke in an ambulance or emergency department within 2 hours of the onset of stroke symptoms. Magnesium monitoring is a condition that has been reported to be associated with hypomagnesium and is also advocated for preeclampsia, which occurs in 5-7% of pregnancies in Europe and USA. Other findings suggest that the iCa: iMg ratio is a crucial diagnostic parameter for the prevention of vascular and nervous system complications in patients with preeclampsia-eclampsia. Soliman et al. (2003) Crit. Care Med. 31: 1082 reported a correlation between the onset of ionized hypomagnesium during the ICU stay and high morbidity and mortality.

したがって、さらなる実施形態において、マグネシウムイオンレベルが本発明の方法または使用で決定される試料は、例えば、急性入院患者、または医学療法もしくは手術、例えば、心臓手術、例えば、心肺バイパス術を受けるか、もしくはこれらに登録された患者からの試料であり得る。さらなる実施形態において、試料は、食物摂取不良、吸収不良障害、低カリウム血症、低カルシウム血症、アルコール依存症を有する患者から、または低マグネシウム血症に関連する利尿薬もしくは他の薬物を摂取する患者からのものである。さらなる実施形態において、試料は、腎疾患、高血圧、子癇前症、真性糖尿病、糖尿病ケトアシドーシス、不整脈、敗血症、胸痛、急性卒中、外傷性ショック(chock)、熱傷/煙吸入、急性肺疾患または心疾患、例えば、心停止を有する患者からのものである。別の実施形態において、患者は、産科病棟患者または血液透析を受けている患者である。さらに、試料は、血液透析、2型糖尿病、心血管疾患または医療外科集中治療を経験するICU患者からのものであり得る。 Thus, in a further embodiment, the sample whose magnesium ion level is determined by the method or use of the invention is, for example, an acutely hospitalized patient, or undergoes medical therapy or surgery, such as cardiac surgery, such as cardiopulmonary bypass surgery. Alternatively, it may be a sample from a patient enrolled in these. In a further embodiment, the sample is taken from a patient with poor food intake, malabsorption, hypokalemia, hypocalcemia, alcoholism, or a diuretic or other drug associated with hypomagnesium. It is from a patient who does. In a further embodiment, the sample is a renal disease, hypertension, prenatal disease, diabetes mellitus, diabetic ketoacidosis, arrhythmia, sepsis, chest pain, acute stroke, traumatic shock (chock), burn / smoke inhalation, acute lung disease or heart. It is from a patient with a disease, eg, cardiac arrest. In another embodiment, the patient is a patient in an obstetrics ward or a patient undergoing hemodialysis. In addition, the sample can be from an ICU patient undergoing hemodialysis, type 2 diabetes, cardiovascular disease or medical surgical intensive care.

本発明は、以下の実施例によりさらに例示され、これは本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。 The present invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting the scope of the invention.

実施例1
イオン選択性膜の調製
ヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート(MgOPP)の貯蔵液を、MgOPP 1g当たりシクロヘキサノン48.28gの比でMgOPPとシクロヘキサノン(>99.8%)とを混合して調製した。化合物を室温で混合した後、室温において暗所で最低8時間撹拌するか、または37℃で最低4時間撹拌した。
Example 1
Preparation of ion-selective membrane Prepare a storage solution of hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate (MgOPP) by mixing MgOPP and cyclohexanone (> 99.8%) at a ratio of 48.28 g of cyclohexanone per 1 g of MgOPP. bottom. The compounds were mixed at room temperature and then stirred at room temperature in the dark for a minimum of 8 hours or at 37 ° C. for a minimum of 4 hours.

膜を分配する溶液を、以下の成分を混合して調製した。 A solution for distributing the membrane was prepared by mixing the following components.

Figure 2021529318
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化合物を、アルゴンまたは窒素ガスを充填したバイアル内で室温において混合した後、室温において暗所で最低40時間撹拌するか、または37℃で最低16時間撹拌した。得られた溶液を使用して、膜を、セラミック支持体上のポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT)で覆われた金電極上に分配した。その後、溶媒を蒸発させて、可塑化したイオン選択性膜を得た。 The compounds were mixed in a vial filled with argon or nitrogen gas at room temperature and then stirred at room temperature in the dark for a minimum of 40 hours or at 37 ° C. for a minimum of 16 hours. Using the resulting solution, the membrane was dispensed onto a gold electrode covered with poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (styrene sulfonate) (PEDOT) on a ceramic support. Then, the solvent was evaporated to obtain a plasticized ion-selective membrane.

実施例2
親油性塩を含む膜の性能
フェナントロリンベースのイオノフォアおよび親油性テトラキスホウ酸塩を含有する2つの膜を調製して、膜の性能に対する親油性酸塩の添加の影響を試験した。試験した親油性酸塩は、ヘミカルシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートおよびヘミカルシウムビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル]ホスフェートであった。
Example 2
Membrane Performance Containing Lipophilic Salts Two membranes containing phenanthroline-based ionophores and lipophilic tetraxborate were prepared and tested for the effect of lipophilic salt addition on membrane performance. The lipophilic salts tested were hemicalcium bis [4-octylphenyl] phosphate and hemicalcium bis [4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) -phenyl] phosphate.

組成が以下の通りであることを除き、2つの膜を実施例1に記載されるように調製した。 Two membranes were prepared as described in Example 1, except that the composition was as follows:

Figure 2021529318
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各膜を、電極アレイの3つの個々の電極上に分配した。これはCa2+イオン選択性電極も含有していた。PEDOTの代わりに、バナジウムブロンズをトランスデューサ材料として使用したことを除き、膜を実施例1に記載されるように分配した。得られたイオン選択性電極アレイを、テストアナライザ内の測定チャンバに配置した。測定チャンバは、参照電極と流体接触させた。テストアナライザには、較正液およびリンス液の液体輸送、試料の吸引、各電極位置の電位差信号のサンプリング、およびこれらのデータ取得の自動制御をプログラムした。 Each membrane was dispensed on three individual electrodes of the electrode array. It also contained a Ca 2+ ion-selective electrode. Membranes were dispensed as described in Example 1, except that vanadium bronze was used as the transducer material instead of PEDOT. The resulting ion-selective electrode array was placed in the measurement chamber within the test analyzer. The measurement chamber was in fluid contact with the reference electrode. The test analyzer was programmed to transport the calibration and rinse fluids, aspirate the sample, sample the potential difference signal at each electrode position, and automatically control the acquisition of these data.

Mg2+イオン選択性電極を、3つの異なる比でMg2+およびCa2+イオンを含有する3種の較正液を用いて較正した。状態値(E0)、感度(S)およびCa2+イオンに対するMg2+イオンの選択係数(K)を、較正液で得られた電極信号に基づき決定した。Ca2+イオン選択性電極も較正した。次いで、較正したセンサーを、以下での測定に供した:
・ 0.1mM〜2.5mMのMg2+イオンの濃度範囲に及ぶ5種の水性試料。
・ 健康なドナーからの全血。同じ試料で5回の繰り返しの測定を行った。また、NOVABiomedicalからのNOVA8アナライザでの測定により、試料中のMg2+イオンの濃度を決定した。
・ 低および高濃度の、干渉する可能性のあるZn2+イオン:5%ウシ血清アルブミン(BSA)および血漿中の正常な生理学的濃度に対応する0.5mMの一定の濃度のMg2+イオンで調製した溶液中0μM、20μMおよび200μM
各Mg2+イオン選択性電極について、試料中のMg2+イオンの濃度(cMg)を、試料測定前に電極について決定した較正パラメーター(E0、SおよびK)の値およびCa2+イオン選択性電極で決定したCa2+イオンの濃度を利用して、特定の試料で得られた信号から算出した。イオンMg2+濃度の算出については、ニコルスキー−アイゼンマン(NE)の式を、IFCCガイドラインに従ってセンサー応答モデルとして使用した(Ben Rayanaら(2008)Clin Chem Lab Med46(1):21)。列挙されたcMg値を得るためのその後の補正は行われなかった。
The Mg 2+ ion-selective electrode was calibrated with three different calibration solutions containing Mg 2+ and Ca 2+ ions in three different ratios. The state value (E0), sensitivity (S), and selection coefficient (K) of Mg 2+ ions with respect to Ca 2+ ions were determined based on the electrode signal obtained with the calibration solution. The Ca 2+ ion-selective electrode was also calibrated. The calibrated sensor was then subjected to the measurements below:
-Five types of aqueous samples with a concentration range of 0.1 mM to 2.5 mM Mg 2+ ions.
-Whole blood from a healthy donor. The same sample was repeatedly measured 5 times. In addition, the concentration of Mg 2+ ions in the sample was determined by measurement with a NOVA8 analyzer from NOVABiomedical.
Low and high concentrations of potentially interfering Zn 2+ ions: Prepared with 5% bovine serum albumin (BSA) and a constant concentration of 0.5 mM Mg 2+ ions corresponding to normal physiological concentrations in plasma. 0 μM, 20 μM and 200 μM in the prepared solution
For each Mg 2+ ion-selective electrode, the concentration of Mg 2+ ions (cMg) in the sample is determined by the calibration parameter (E0, S and K) values and Ca 2+ ion-selective electrode determined for the electrode prior to sample measurement. It was calculated from the signal obtained in a specific sample using the concentration of Ca 2+ ions. For the calculation of the ion Mg 2+ concentration, the Nicolsky-Eisenmann (NE) equation was used as a sensor response model according to IFCC guidelines (Ben Rayana et al. (2008) Clin Chem Lab Med46 (1): 21). No subsequent corrections were made to obtain the listed cMg values.

Figure 2021529318
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結論
膜は、公知の濃度のMg2+イオンを有する水性試料の測定に関して、同様に十分機能した。しかし、NOVA8アナライザで読み取られたcMg結果を比較すると、膜1は、膜2よりも血液試料の偏差が小さかった(表3(0.685/0.685/0.68は0.947/0.931/0.963と比べて0.614からの偏差が小さい))。また、亜鉛イオンの干渉が少ないことが膜1で観察された(表4(膜1の値(0.514/0.542/0.815)は膜2(0.777/0.888/2.896)の値より0.5mMに近い)。
CONCLUSIONS The membrane worked similarly well for the measurement of aqueous samples with known concentrations of Mg 2+ ions. However, when comparing the cMg results read by the NOVA8 analyzer, the deviation of the blood sample of film 1 was smaller than that of film 2 (Table 3 (0.685 / 0.685 / 0.68 is 0.947 / 0). The deviation from 0.614 is smaller than that of .931 / 0.963)). In addition, it was observed that the interference of zinc ions was small in Membrane 1 (Table 4 (value of Membrane 1 (0.514 / 0.542 / 0.815) shows Membrane 2 (0.777 / 0.888/2). It is closer to 0.5 mM than the value of .896)).

実施例3
単一の親油性酸または酸塩を含む膜の性能
フェナントロリンベースのイオノフォアおよび単一の親油性塩を含有する5つの膜を調製して、膜の性能に対する単一の親油性酸(または酸塩)の添加の影響を試験した。4種の親油性酸(酸塩):Mx={カルシウム;マグネシウム}であるヘミMxビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート[Mx(OPP)]、4−オクチル安息香酸(OBA)、4−オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム(OBS)および4−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBS)を試験した。イオン選択性電極において標準として用いられる親油性塩:テトラキス(4−クロロフェニル)ホウ酸カリウムも試験した。
Example 3
Membrane Performance Containing Single Lipophilic Acid or Acidate Five membranes containing a phenanthroline-based ionophore and a single lipophilic salt were prepared to prepare a single lipophilic acid (or acid salt) for membrane performance. ) Was tested. 4 kinds of lipophilic acids (acid salts): Mx = {calcium; magnesium} Hemi Mxbis [4-octylphenyl] phosphate [Mx (OPP) 2 ], 4-octylbenzoic acid (OBA), 4-octyl Sodium benzenesulfonate (OBS) and sodium 4-dodecylbenzenesulfonate (DBS) were tested. A lipophilic salt used as a standard in ion-selective electrodes: potassium tetrakis (4-chlorophenyl) borate was also tested.

組成が以下の通りであり、残りの成分を添加する前に、Mg(OPP)のみをシクロヘキサノンに予備溶解したことを除き、5つの膜を実施例1に記載されるように調製した。膜中の親油性アニオンが確実に同一濃度になるような組成にした。 Five membranes were prepared as described in Example 1, except that the composition was as follows and only Mg (OPP) 2 was pre-dissolved in cyclohexanone prior to the addition of the remaining components. The composition was such that the lipophilic anions in the membrane were surely at the same concentration.

Figure 2021529318
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Figure 2021529318
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各膜を、同一の電極アレイ上に各々配置された4つの同一の電極上に分配した。これは、Ca2+イオン選択性電極も含有していた。膜を実施例1に記載されるように分配した。各電極アレイを実施例2に記載されるようにテストアナライザ内の測定チャンバに配置した。 Each film was dispensed on four identical electrodes, each placed on the same electrode array. It also contained a Ca 2+ ion-selective electrode. Membranes were dispensed as described in Example 1. Each electrode array was placed in the measurement chamber within the test analyzer as described in Example 2.

Mg2+イオン選択性電極を、実施例2に記載されるように較正したが、他のセンサー、例えば、Na、K、Ca、Cl、pH、pO、pCO、グルコースおよび乳酸センサーの同時較正に好適なより複雑な溶液マトリックスで較正した。Ca2+イオン選択性電極も較正した。次いで、較正したセンサーを、以下での測定に供した:
・ SSM(単独液法)溶液:一方の試料が100mM Mg2+イオンを含有し、他方の試料が100mM Ca2+イオンを含有する、2種の水性試料。試料はいずれも、37℃でpH=7.4に滴定した5mM HEPESバッファーおよび160mMのイオン強度(NaClの添加により調整)の一定のバックグラウンドを有していた。
・ FIM(固定干渉法)溶液:1.25mM Ca2+イオン、37℃でpH=7.4に滴定した5mM HEPESバッファーおよび160mMのイオン強度(NaClの添加により調整)の一定のバックグラウンドで、様々な濃度のMg2+イオン{0.01;0.05;0.10;0.50;1.00;5.00;10.00;50.00}を有する8種の水性試料。
・ 標準溶液:1.25mM Ca2+イオン、37℃でpH=7.4に滴定した5mM HEPESバッファーおよび160mMのイオン強度(NaClの添加により調整)の一定のバックグラウンドにおける、0.2mM〜2.5mMのMg2+イオンの生理学的に適切な濃度範囲に及ぶ5種の水性試料。
The Mg 2+ ion-selective electrode was calibrated as described in Example 2, but co-calibration of other sensors such as Na, K, Ca, Cl, pH, pO 2 , pCO 2 , glucose and lactate sensors. Calibrated with a more complex solution matrix suitable for. The Ca 2+ ion-selective electrode was also calibrated. The calibrated sensor was then subjected to the measurements below:
SSM (single solution method) solution: Two types of aqueous samples in which one sample contains 100 mM Mg 2+ ions and the other sample contains 100 mM Ca 2+ ions. All samples had a constant background of 5 mM HEPES buffer titrated to pH = 7.4 at 37 ° C. and 160 mM ionic strength (adjusted by the addition of NaCl).
FIM (fixed interference method) solution: 1.25 mM Ca 2+ ions, 5 mM HEPES buffer titrated to pH = 7.4 at 37 ° C. and a constant background of 160 mM ionic strength (adjusted by the addition of NaCl). Eight kinds of aqueous samples having a concentration of Mg 2+ ions {0.01; 0.05; 0.10; 0.50; 1.00; 5.00; 10.00; 50.00}.
Standard solution: 1.25 mM Ca 2+ ions, 5 mM HEPES buffer titrated to pH = 7.4 at 37 ° C. and a constant background of 160 mM ionic strength (adjusted by addition of NaCl) from 0.2 mM to 2. Five aqueous samples over a physiologically appropriate concentration range of 5 mM Mg 2+ ions.

各Mg2+イオン選択性電極について、試料中のMg2+イオンの濃度(cMg)を実施例2に記載されるように算出した。SSMおよび/またはFIM溶液での測定から決定した選択係数 For each Mg 2+ ion-selective electrode, the concentration of Mg 2+ ions (cMg) in the sample was calculated as described in Example 2. Selection factor determined from measurements in SSM and / or FIM solution

Figure 2021529318
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および感度は、Umezawaら(2000)Pure Appl Chem 72:1851に記載される単独液法(SSM)および固定干渉法(FIM)に従って電極信号に基づき直接算出した。 And sensitivity was calculated directly based on the electrode signals according to the Single Liquid Method (SSM) and Fixed Interferometry (FIM) described in Umezawa et al. (2000) Pure Appl Chem 72: 1851.

Figure 2021529318
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結果および結論
OPPおよびDBS膜は、FIM溶液で広がる上位のcMg範囲において直線的な応答勾配になる(図1)。応答勾配は、二価イオンに対する理論上予想されるNernstの感度(約30mV/decade)に近い(表5)。他の3つの膜は、前記範囲内で直線的な応答勾配にならず、したがってFIM溶液に基づく意味のある選択係数を算出できない。したがって、cMgの変化に対する応答信号の変化が、その範囲でゼロではないにせよ非常に低いため、これらの膜は、生理学的cCaおよびcNaバックグラウンドレベルで生理学的に適切なcMg範囲(0.2〜2.5mM)内での測定に即座に適用できない(図1)。しかし、OBAおよびOBS膜は、テトラキス変異体と比較して(以下を参照のこと)、Ca2+とNaイオンの両方と比べてMg選択性の改善を示し、したがって、より高いMg範囲に使用できたか、または成分量のいくつかの最適化により、生理学的範囲により適したものにすることができた。注目すべきなのは、テトラキス膜は、cMg=50mMのFIM溶液に対して負の信号応答を有する。ナトリウムイオンの濃度は、他のFIM溶液(約124〜155mM)と比較して、この溶液(約20mM)において非常に低く、これは、テトラキス膜が、ナトリウムイオンからの高レベルの干渉に影響を受けることを示す。
Results and Conclusions The OPP and DBS membranes have a linear response gradient over the upper cMg range spread in the FIM solution (Fig. 1). The response gradient is close to the theoretically expected Nernst sensitivity (about 30 mV / decade) to divalent ions (Table 5). The other three membranes do not have a linear response gradient within the above range and therefore cannot calculate a meaningful selection factor based on the FIM solution. Therefore, the change in response signal to changes in cMg is very low, if not zero, in that range, so these membranes have a physiologically appropriate cMg range (0.2) at physiological cCa and cNa background levels. Not immediately applicable to measurements within ~ 2.5 mM) (Fig. 1). However, OBA and OBS membranes show improved Mg selectivity compared to both Ca 2+ and Na + ions compared to tetrakis variants (see below) and are therefore used in higher Mg ranges. It was possible, or some optimization of the amount of ingredients could make it more suitable for the physiological range. Notably, the Tetrakis membrane has a negative signal response to a FIM solution of cMg = 50 mM. The concentration of sodium ions is very low in this solution (about 20 mM) compared to other FIM solutions (about 124-155 mM), which means that the tetrakis membrane affects high levels of interference from sodium ions. Indicates to receive.

親油性酸(または酸塩)を含有する膜はいずれも、ナトリウムイオン濃度の変化に関してテトラキス膜と同様の挙動を示さない(図1)。また、SSM溶液に基づく選択係数を比較すると、これらの膜はすべて、1以下の選択係数を有する(表5)。すなわち、これらの膜は、Ca2+イオンよりMg2+イオンに選択的に応答する。対照的に、テトラキス膜は、選択係数1超を有し(表5)、これがCa2+イオンよりMg2+イオンに対する選択性が低いことを意味する。したがって、標準的な親油性塩を含有するテトラキス変異体と比較して、親油性酸(または酸塩)を含有する4つの膜はすべて、Ca2+とNaイオンの両方と比べてMg選択性を改善した。 None of the membranes containing lipophilic acids (or acid salts) behave similarly to tetrakis membranes with respect to changes in sodium ion concentration (FIG. 1). Also, comparing the selectivity based on the SSM solution, all of these films have a selectivity of 1 or less (Table 5). That is, these membranes selectively respond to Mg 2+ ions rather than Ca 2+ ions. In contrast, Tetrakis membranes have a selectivity factor greater than 1 (Table 5), which means they are less selective for Mg 2+ ions than Ca 2+ ions. Therefore, all four membranes containing lipophilic acids (or acid salts) are Mg selective compared to both Ca 2+ and Na + ions compared to tetrakis variants containing standard lipophilic salts. Was improved.

他のセンサー、例えば、Na、K、Ca、Cl、pH、pO、pCO、グルコースおよび乳酸センサーの同時較正に好適である、複雑な溶液バックグラウンドで膜を較正すると、較正された感度および選択係数と、FIMおよびSSM溶液に基づくこれらとの間で最善の一致がOPP膜で得られる(表5)。したがって、この膜は、生理学的に適切なcMg範囲に対応する標準溶液で最も正確かつ的確に測定する(表6)。テトラキス膜は、複雑な溶液バックグラウンドで較正できなかったため、標準溶液での較正値またはcMg値は、テトラキス膜については示されず(表5および表6)、すなわち、ニコルスキー−アイゼンマン(NE)の式に対して物理的に意味のある解を見出すことができず、これはやはり、テトラキス膜がまた、Mg2+およびCa2+イオンより他のイオン、例えば、Naイオンに対して有意な選択性を有することを示す。 Calibrating the membrane against a complex solution background, suitable for simultaneous calibration of other sensors such as Na, K, Ca, Cl, pH, pO 2 , pCO 2, glucose and lactate sensors, provides calibrated sensitivity and The best match between the selectivity and those based on FIM and SSM solutions is obtained with the OPP membrane (Table 5). Therefore, this membrane is most accurately and accurately measured with standard solutions corresponding to the physiologically appropriate cMg range (Table 6). Since the tetrakis membrane could not be calibrated in a complex solution background, the calibration or cMg values in standard solution are not shown for the tetrakis membrane (Tables 5 and 6), ie Nicolsky-Eisenmann (NE). No physically meaningful solution was found for the equation, which again means that the Tetrakis membrane is also a significant choice for other ions than Mg 2+ and Ca 2+ ions, such as Na + ions. Indicates that it has sex.

実施例4
代替イオノフォアを含む膜の性能
Mg選択性イオノフォアおよび単一の親油性塩を含有する5つの膜を調製して、単一の親油性酸(または酸塩)と組み合わせて代替イオノフォアを使用した場合の膜の性能に対する影響を試験した。3種のイオノフォア:4,7−ジウンデシル−1,10−フェナントロリン[DUP]、4−ウンデシル−1,10−フェナントロリン[MUP]およびETH5506を、親油性塩としてMx(OPP)(Mx={カルシウム;マグネシウム}であるヘミMxビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート)と組み合わせて試験した。DUPおよびETH5506も、親油性塩としてテトラキス(テトラキス−(4−クロロフェニル)ホウ酸カリウム)と組み合わせて試験した。
Example 4
Membrane Performance Containing Alternative Ionophores When five membranes containing Mg selective ionophores and a single lipophilic salt were prepared and used in combination with a single lipophilic acid (or acid salt). The effect on membrane performance was tested. Three types of ionophores: 4,7-diundesyl-1,10-phenanthroline [DUP], 4-undecyl-1,10-phenanthroline [MUP] and ETH5506 as lipophilic salts Mx (OPP) 2 (Mx = {calcium) Tested in combination with HemiMxbis [4-octylphenyl] phosphate), which is magnesium}. DUP and ETH5506 were also tested in combination with tetrakis (tetrakis- (4-chlorophenyl) potassium borate) as a lipophilic salt.

組成が以下の通りであり、残りの成分を添加する前に、Mg(OPP)のみをシクロヘキサノンに予備溶解したことを除き、5つの膜を実施例1に記載されるように調製した。膜中のイオノフォアの濃度と親油性アニオンの濃度との間で確実に同一の比になるような組成にした。ETH5506イオノフォアを含む2つの膜の量を、DUPイオノフォアを含むものおよびMUPイオノフォアを含むものと比較して6分の1以下に縮小した。DUPイオノフォアを含む膜は、実施例3に記載される「OPP」および「テトラキス」膜と同一である。 Five membranes were prepared as described in Example 1, except that the composition was as follows and only Mg (OPP) 2 was pre-dissolved in cyclohexanone prior to the addition of the remaining components. The composition was such that the concentration of ionophore in the membrane and the concentration of lipophilic anion were surely the same ratio. The amount of the two membranes containing the ETH5506 ionophore was reduced to less than one-sixth that of the one containing the DUP ionophore and the one containing the MUP ionophore. The membrane containing the DUP ionophore is identical to the "OPP" and "Tetrakis" membranes described in Example 3.

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各膜を、同一の電極アレイ上に各々配置された4つの同一の電極上に分配した。これは、Ca2+イオン選択性電極も含有していた。膜を実施例1に記載されるように分配した。各電極アレイを実施例2に記載されるようにテストアナライザ内の測定チャンバに配置した。 Each film was dispensed on four identical electrodes, each placed on the same electrode array. It also contained a Ca 2+ ion-selective electrode. Membranes were dispensed as described in Example 1. Each electrode array was placed in the measurement chamber within the test analyzer as described in Example 2.

Mg2+イオン選択性電極を、実施例3に記載されるように較正した。Ca2+イオン選択性電極も較正した。次いで、較正したセンサーを、実施例3に記載されるようにSSM溶液、FIM溶液および標準溶液での測定に供した。 The Mg 2+ ion-selective electrode was calibrated as described in Example 3. The Ca 2+ ion-selective electrode was also calibrated. The calibrated sensor was then subjected to measurements in SSM solution, FIM solution and standard solution as described in Example 3.

各Mg2+イオン選択性電極について、試料中のMg2+イオンの濃度(cMg)を、実施例2に記載されるように算出した。SSMおよび/またはFIM溶液での測定から決定した選択係数 For each Mg 2+ ion-selective electrode, the concentration of Mg 2+ ions (cMg) in the sample was calculated as described in Example 2. Selection factor determined from measurements in SSM and / or FIM solution

Figure 2021529318
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および感度は、実施例3に記載されるように算出した。 And sensitivity were calculated as described in Example 3.

Figure 2021529318
Figure 2021529318

Figure 2021529318
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結果および結論
DUP_OPPおよびMUP_OPP膜は、FIM溶液で広がる上位のcMg範囲において直線的な応答勾配になる(図2)。応答勾配は、二価イオンに対する理論上予想されるNernstの感度(約30mV/decade)に近い(表7)。他の3つの膜は、前記範囲内で直線的な応答勾配にならず、したがってFIM溶液に基づく意味のある選択係数を算出できない。したがって、cMgの変化に対する応答信号の変化が、その範囲でゼロではないにせよ非常に低いため、これらの膜は、生理学的cCaおよびcNaバックグラウンドレベルで生理学的に適切なcMg範囲(0.2〜2.5mM)内の測定に即座に適用できない(図2)。しかし、ETH5506_OPP膜は、テトラキス変異体と比較して(以下を参照のこと)、ナトリウムイオンからの干渉が低いことを示し、したがって、より高いMg範囲に使用できたか、または成分量のいくつかの最適化により、生理学的範囲により適したものにすることができた。注目すべきなのは、テトラキス塩を含有する膜はいずれも(DUP_テトラキスおよびETH5506_テトラキス)は、cMg=50mMのFIM溶液に対して負の信号応答を有する。ナトリウムイオンの濃度は、他のFIM溶液(約124〜155mM)と比較して、この溶液(約20mM)において非常に低く、これは、テトラキスを含有する膜が、ナトリウムイオンからの高レベルの干渉に影響を受けることを示す。
Results and Conclusions The DUP_OPP and MUP_OPP films have a linear response gradient over the upper cMg range spread in the FIM solution (Fig. 2). The response gradient is close to the theoretically expected Nernst sensitivity (about 30 mV / decade) to divalent ions (Table 7). The other three membranes do not have a linear response gradient within the above range and therefore cannot calculate a meaningful selection factor based on the FIM solution. Therefore, the change in response signal to changes in cMg is very low, if not zero, in that range, so these membranes have a physiologically appropriate cMg range (0.2) at physiological cCa and cNa background levels. Not immediately applicable to measurements within ~ 2.5 mM) (Fig. 2). However, the ETH5506_OPP membrane showed less interference from sodium ions compared to the Tetrakis mutant (see below) and could therefore be used in higher Mg ranges or some of the component amounts. The optimization allowed us to make it more suitable for the physiological range. It should be noted that all the membranes containing the tetrakis salt (DUP_tetrakis and ETH5506_tetrakis) have a negative signal response to the FIM solution of cMg = 50 mM. The concentration of sodium ions is very low in this solution (about 20 mM) compared to other FIM solutions (about 124-155 mM), which means that the tetrakis-containing membrane has high levels of interference from sodium ions. Shows that it is affected by.

親油性酸塩(Mx(OPP))を含有する膜はいずれも、ナトリウムイオン濃度の変化に関してテトラキス膜と同様の挙動を示さない(図2)。SSM溶液に基づく選択係数を比較すると、ETH5506_OPPを除きこれらの膜はすべて、1以下の選択係数を有する(表7)。すなわち、膜は、Ca2+イオンよりMg2+イオンに選択的に応答する。対照的に、テトラキス塩を含有する膜(DUP_テトラキスおよびETH5506_テトラキス)およびETH5506_OPPはいずれも、選択係数1超を有し(表7)、これらがCa2+イオンよりMg2+イオンに対する選択性が低いことを意味する。したがって、標準的な親油性テトラキス塩を含有する膜と比較して、親油性酸塩(Mx(OPP))を含有する膜はすべて、Naイオンと比べてMg−選択性の改善を示した。さらに、非フェナントロリンベースのイオノフォアを含有するETH5506_OPP膜と比較して、親油性酸塩とフェナントロリンベースのイオノフォアとの組み合わせ(DUP_OPPおよびMUP_OPP)は、Ca2+イオンと比べてMg−選択性を改善する。 None of the membranes containing lipophilic salts (Mx (OPP) 2 ) behave similarly to tetrakis membranes with respect to changes in sodium ion concentration (FIG. 2). Comparing the selectivity based on the SSM solution, all of these membranes have a selectivity of 1 or less, except for ETH5506_OPP (Table 7). That is, the membrane selectively responds to Mg 2+ ions rather than Ca 2+ ions. In contrast, both the tetrakis salt-containing membranes (DUP_Tetrakis and ETH5506_Tetrakis) and ETH5506_OPP have a selectivity of more than 1 (Table 7), which are less selective for Mg 2+ ions than Ca 2+ ions. Means. Therefore, all membranes containing lipophilic acid salt (Mx (OPP) 2 ) show improved Mg-selectivity compared to Na + ions compared to membranes containing standard lipophilic tetrakis salts. rice field. In addition, the combination of lipophilic salts and phenanthroline-based ionophores (DUP_OPP and MUP_OPP) improves Mg-selectivity compared to Ca 2+ ions compared to ETH5506_OPP membranes containing non-phenanthroline-based ionophores.

他のセンサー、例えば、Na、K、Ca、Cl、pH、pO、pCO、グルコースおよび乳酸センサーの同時較正に好適である、複雑な溶液バックグラウンドで膜を較正すると、較正された感度および選択係数と、FIMおよびSSM溶液に基づくこれらとの間で最善の一致がDUP_OPPおよびMUP_OPP膜で得られる(表7)。したがって、これらの膜は、生理学的に適切なcMg範囲に対応する標準溶液で最も正確かつ的確に測定する(表8)。テトラキス塩を含有する膜は、複雑な溶液バックグラウンドで較正できなかったため、標準溶液での較正値またはcMg値は、テトラキス塩を含有する膜については示されず(表7および表8)、すなわち、ニコルスキー−アイゼンマン(NE)の式に対して物理的に意味のある解を見出すことができず、これはやはり、テトラキス塩を含有する膜がまた、Mg2+およびCa2+イオンより他のイオン、例えば、Naイオンに対して有意な選択性を有することを示す。 Calibrating the membrane against a complex solution background, suitable for simultaneous calibration of other sensors such as Na, K, Ca, Cl, pH, pO 2 , pCO 2, glucose and lactate sensors, provides calibrated sensitivity and The best agreement between the selectivity and those based on FIM and SSM solutions is obtained with the DUP_OPP and MUP_OPP membranes (Table 7). Therefore, these membranes are most accurately and accurately measured with standard solutions corresponding to the physiologically appropriate cMg range (Table 8). Since the membrane containing the tetrakis salt could not be calibrated in a complex solution background, the calibration value or cMg value in the standard solution is not shown for the membrane containing the tetrakis salt (Tables 7 and 8), ie. No physically meaningful solution to the Nicholsky-Eisenmann (NE) equation could be found, again because the tetrakis salt-containing membrane is also an ion other than the Mg 2+ and Ca 2+ ions. For example, it is shown to have significant selectivity for Na + ions.

Claims (21)

a.イオノフォア、および
b.酸性基を含む親油性化合物であって、式I
Figure 2021529318
(式中、
Aは酸性基を含み、
18、R19およびR20のうちの1つ、2つまたは3つすべては、C4〜18アルキル基、C4〜18アルケニル基、C4〜18アルキニル基またはアミド含有C4〜18基であるC4〜18基であり、前記C4〜18基は、フェニル基から数えて1、2および3位が直鎖であるか、または前記1、2および3位に合計で側鎖を1つのみ有し、
他のR18、R19およびR20は、独立に、水素または直鎖C1〜18アルキル基である)
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜。
a. Ionophore, and b. A lipophilic compound containing an acidic group, of formula I
Figure 2021529318
(During the ceremony,
A contains an acidic group
One, two or all three of R 18 , R 19 and R 20 are C 4-18 alkyl groups, C 4-18 alkenyl groups, C 4-18 alkynyl groups or amide-containing C 4-18 groups. a C 4 to 18 group is the C 4 to 18 groups, or 1, 2 and 3, calculated from the phenyl group is a straight chain or a side chain in total the 1, 2 and 3 of Have only one
The other R 18 , R 19 and R 20 are independently hydrogen or linear C 1-18 alkyl groups).
A magnesium ion-selective membrane containing a lipophilic compound, or a salt of the lipophilic compound, which is a compound of the above.
イオノフォアが荷電していない、請求項1に記載の膜。 The membrane according to claim 1, wherein the ionophore is not charged. イオノフォアが、1,10−フェナントロリンまたはその置換形態であるフェナントロリン化合物である、請求項1または2に記載の膜。 The membrane according to claim 1 or 2, wherein the ionophore is 1,10-phenanthroline or a phenanthroline compound which is a substitute form thereof. フェナントロリン化合物が、式II
Figure 2021529318
[式中、
〜Rは各々、
H、
F、Cl、Br、I、NO、CNもしくはCFのいずれか、
1〜18アルキル、
1〜18アリール、
1〜18アルケニル、
(CHY(式中、mは0または1〜4の整数であり、Yは−OR、−NR、−OCOR、−NRCOR、−COR、−COOR、−SO、−OSiR、−PO、−POのいずれかであり、R、RおよびRは各々、H、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールのいずれかである)、または
−R1011(式中、nは0、または1および17を含む1〜17の整数であり、R10はC、N、NCOまたはCH−Z−CHであり、ZはO、NH、S、OCOまたはCOのいずれかであり、R11
Figure 2021529318
であり、R11はR11の3、4、5、6、7または8位のいずれかでR10に結合しており、R12〜R17はH、C1〜18アルキル、C1〜18アリールのいずれかであるか、または除去され、但し、R11がR11の3位でR10に結合している場合、R12が除去され、R11がR11の4位でR10に結合している場合、R13が除去され、R11がR11の5位でR10に結合している場合、R14が除去され、R11がR11の6位でR10に結合している場合、R15が除去され、R11がR11の7位でR10に結合している場合、R16が除去され、R11がR11の8位でR10に結合している場合、R17が除去される)
のいずれかである、
但し、R〜Rのうちの1つが、H以外であり、かつ1,10−フェナントロリンの2および9位のC原子が各々、縮合環構造に関与しない結合により、Hに結合している]
の化合物である、請求項3に記載の膜。
The phenanthroline compound is of formula II
Figure 2021529318
[During the ceremony,
R 1 to R 6 are each
H,
Either F, Cl, Br, I, NO 2 , CN or CF 3,
C 1-18 alkyl,
C 1-18 aryl,
C 1-18 alkenyl,
(CH 2 ) m Y (in the equation, m is an integer of 0 or 1-4, where Y is -OR 7 , -NR 7 R 8 , -OCOR 7 , -NR 7 COR 8 , -COR 7 , -COOR. 7 , -SO 3 R 7 , -OSiR 7 R 8 R 9 , -PO 4 R 7 R 8 , -PO 3 R 7 R 8 , where R 7 , R 8 and R 9 are H, respectively. Alkyl, branched alkyl, aryl or substituted aryl), or C n −R 10 R 11 (in the formula, n is an integer of 1 to 17 including 0, or 1 and 17, where R 10 is C. , N, NCO or CH 2- Z-CH 2 , where Z is either O, NH, S, OCO or CO and R 11 is
Figure 2021529318
R 11 is attached to R 10 at any of the 3, 4, 5, 6, 7 or 8 positions of R 11 , and R 12 to R 17 are H, C 1 to 18 alkyl, C 1 to 1. 18 or in either of the aryl or removed, provided that if R 11 is bonded to R 10 in the 3-position of R 11, R 12 is removed, R 10 at the 4-position of R 11 is R 11 If R 13 is removed and R 11 is attached to R 10 at the 5th position of R 11 , then R 14 is removed and R 11 is attached to R 10 at the 6th position of R 11. If R 15 is removed and R 11 is bound to R 10 at the 7th position of R 11 , then R 16 is removed and R 11 is bound to R 10 at the 8th position of R 11. are case, R 17 is removed)
Is one of
However, one of R 1 to R 6 is other than H, and the C atoms at positions 2 and 9 of 1,10-phenanthroline are each bonded to H by a bond that does not participate in the fused ring structure. ]
The film according to claim 3, which is a compound of the above.
〜Rが、合計で少なくとも6個の炭素原子、例えば、合計で少なくとも11個の炭素原子を含む、請求項4に記載の膜。 The film according to claim 4, wherein R 1 to R 6 contain a total of at least 6 carbon atoms, for example, a total of at least 11 carbon atoms. 、R、R、R、RおよびRのうちの1つまたは複数が、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基であり、例えば、Rおよび/またはRが、1〜18個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項4または5に記載の膜。 One or more of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, for example R 2 and / or R 5 The film according to claim 4 or 5, which is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. フェナントロリン化合物が、4−ウンデシル−1,10−フェナントロリンまたは4,7−ジウンデシル−1,10−フェナントロリンである、請求項4から6のいずれか一項に記載の膜。 The membrane according to any one of claims 4 to 6, wherein the phenanthroline compound is 4-undecylic-1,10-phenanthroline or 4,7-diundesyl-1,10-phenanthroline. 式IのA基に含まれる酸性基が、カルボン酸、スルホン酸、硫酸モノエステル、スルホンアミド、ホスホン酸、リン酸、ヒ酸、スルフィン酸またはチオカルボン酸からなる群から選択される、請求項1から7のいずれか一項に記載の膜。 1. The acidic group contained in the A group of the formula I is selected from the group consisting of a carboxylic acid, a sulfonic acid, a sulfuric acid monoester, a sulfonamide, a phosphonic acid, a phosphoric acid, a hyric acid, a sulfinic acid or a thiocarboxylic acid. The film according to any one of 1 to 7. 親油性化合物が、次式
Figure 2021529318
の化合物である、請求項8に記載の膜。
The lipophilic compound has the following formula
Figure 2021529318
The membrane according to claim 8, which is a compound of the above.
18、R19またはR20のうちの1つのみが、請求項1に定義されるC4〜18アルキル基であり、他は、水素、または直鎖C1〜18アルキル基であり、好ましくは、他は水素である、請求項1から9のいずれか一項に記載の膜。 Only one of R 18 , R 19 or R 20 is a C 4-18 alkyl group as defined in claim 1, the other is hydrogen or a straight chain C 1-18 alkyl group, preferably. The film according to any one of claims 1 to 9, wherein the other is hydrogen. 19が、請求項1に定義されるC4〜18アルキル基であり、R18およびR20が、水素である、請求項1から10のいずれか一項に記載の膜。 The membrane according to any one of claims 1 to 10, wherein R 19 is a C 4-18 alkyl group as defined in claim 1 and R 18 and R 20 are hydrogen. 前記C4〜18アルキル基(複数可)が、少なくとも6個、例えば、少なくとも8個の炭素原子を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の膜。 The film according to any one of claims 1 to 11, wherein the C4 to 18 alkyl groups (s) contain at least 6 carbon atoms, for example, at least 8 carbon atoms. 親油性化合物が、親油性塩であり、前記親油性塩が、ヘミカルシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート、ヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートまたはこれらの混合物である、請求項1から12のいずれか一項に記載の膜。 Claims 1 to 12, wherein the lipophilic compound is a lipophilic salt, and the lipophilic salt is hemicalcium bis [4-octylphenyl] phosphate, hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate or a mixture thereof. The film according to any one of the above. 親油性塩が、少なくとも50%のヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェート、例えば、80%〜90%のヘミマグネシウムビス[4−オクチルフェニル]ホスフェートを含有する混合物である、請求項13に記載の膜。 13. The mixture according to claim 13, wherein the lipophilic salt is a mixture containing at least 50% hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate, for example 80% to 90% hemimagnesium bis [4-octylphenyl] phosphate. Membrane. イオノフォアと親油性化合物または親油性塩のアニオンとのモル比が、2:1〜1:1、例えば、1.8:1〜1.2:1のモル比である、請求項1から14のいずれか一項に記載の膜。 Claims 1 to 14, wherein the molar ratio of the ionophore to the anion of the lipophilic compound or lipophilic salt is 2: 1 to 1: 1, for example, 1.8: 1 to 1.2: 1. The film according to any one item. i)スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも1個の炭素原子を含む、前記イオノフォア、または
ii)酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜。
i) an ionophore covalently bonded to an acidic group via a spacer, wherein the spacer contains at least one carbon atom, or ii) a salt of the ionophore covalently bonded to an acidic group. Including magnesium ion selective membrane.
マグネシウムイオン選択性膜を調製する方法であって、請求項1から16のいずれか一項に記載の成分を溶媒中で混合するステップと、得られた溶液を所望の支持体上に分配するステップと、前記溶媒を蒸発させるステップとを含む、方法。 A method for preparing a magnesium ion-selective membrane, wherein the component according to any one of claims 1 to 16 is mixed in a solvent, and the obtained solution is distributed on a desired support. And a method comprising evaporating the solvent. 液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電極であって、請求項1から16のいずれか一項に記載の膜を含む、電極。 An electrode for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, which comprises the membrane according to any one of claims 1 to 16. 液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電位差測定センサーであって、請求項18に記載の電極および参照電極を含む、電位差測定センサー。 A potentiometric titration sensor for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, the potentiometric titration sensor comprising the electrode and reference electrode according to claim 18. 液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定する方法であって、前記試料と請求項18に記載の電極または請求項19に記載の電位差測定センサーとを接触させるステップと、前記電極または電位差測定センサーから得られる信号に基づき前記マグネシウムイオン濃度を決定するステップとを含む、方法。 A method for determining the magnesium ion concentration of a liquid sample, which is obtained from the step of contacting the sample with the electrode according to claim 18 or the potentiometric titration sensor according to claim 19 and the electrode or the potentiometric titration sensor. A method comprising the step of determining the magnesium ion concentration based on a signal. 疾患または障害を診断する方法であって、請求項20に記載の方法を対象の試料について行うステップを含む、方法。 A method of diagnosing a disease or disorder comprising performing the method of claim 20 on a sample of interest.
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